LaTeX基本用法总结

一、LaTeX源文件的结构

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%指定所写的文档的类别
\documentclass{文档类别}
%--------------导言区---------------
%调入宏集
\usepackage{宏集名称}
%----------------------------------
%开始文档
\begin{document}
%输入你所希望排版的文本和所使用的一些LaTeX命令
%......
\end{document}
%文档结束

美赛有一个专用的宏集是mcmthesis。

二、基本语法

1. 空白距离（换行、分段、分页、首行缩进）

LaTeX 将空格和制表符等空白字符视为相同的空白距离（space）。多个连续的空白字符等同为一个空白字符。在 LaTeX 文件中，每行开始的空白字符将被忽略，而单个的回车符被视为一空格。

LaTeX 使用空行来结束段落，两行文本中的空行标志上一段落的结束和新段落的开始。如同空格一样，多个空行所起的作用和一个空行的作用是相同的。

\\为段内强制换行。

换行命令

\：换行。
\[offset]：换行，并且与下一行的行间距为原来行间距+offset。
\newline：与\相同。
\linebreak：强制换行，与\newline的区别为\linebreak的当前行分散对齐。

分段命令

\par：分段。

分页命令

\newpage：分页命令。
\clearpage：和 \newpage 类似。我们在使用 CJK 环境时会加入 \clearpage 在环境末尾。

首行缩进

最朴实的方法是设置 \parindent 的长度：\setlength{\parindent}{长度}，如果想要首行缩进两个汉字距离，则\setlength{\parindent}{2em}。
如果在CJK环境当中，则可以在\begin{CJK}{GBK}{song}后面紧跟 \CJKindent 实现首行缩进。
默认第一段不首行缩进，如果想让第一段首行缩进，则可以使用 \usepackage{indentfirst}。
如果想让某一段不首行缩进，则可以在该段前加上 \noindent。
如果想让整篇文章都首行不缩进，则：\setlength{\parindent}{0pt}
注意：在 LaTeX 中，一个回车表示一个空格，两个回车表示一个分段。

2. 特殊字符与转义符

LaTeX有一些保留字符：

如果要在文本中显示这些字符，需要加上转义符“\”（由命令$\backslash$生成）。但是，反斜线"\“本身不能通过在前添加另外的反斜线得到，相反的，”\\"是一个用来断行的命令。

3. 注释

当 LaTeX 在处理源文件时，如果遇到一个百分号字符 %，那么 LaTeX 将忽略 % 后的该行文本，分行符以及下一行开始的空白字符。这样，我们就可以在源文件中写一些注释，而不会担心他们会出现在最后的排版结果中。

如果需要较长的注释，你可以使用 verbatim 宏集所提供的 comment 环境。当然，你需要在源文件的导言区里加上命令\usepackage{verbatim}。

注意这个方法不能使用在像数学环境等一些复杂的环境中。

4. 加粗和斜体

显示直立文本： \textup{文本}
意大利斜体： \textit{文本}
slanted斜体： \textsl{文本}
显示小体大写文本： \textsc{文本}
中等权重： \textmd{文本}
加粗命令： \textbf{文本}
默认值： \textnormal{文本}

5. 行间距

在引言中加入以下指令

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\usepackage[doublespacing]{setspace}

就可以将论文按双倍行间距打印。

在引言中加入

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\renewcommand{\baselinestrech}{1.5}

就可以将论文按1.5倍间距打印。

6. 项目符号

（1）符号列表

符号列表可用itemize环境生成。

例如：

（2）编号列表

编号列表可用enumerate实现，具体如下：

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\begin{enumerate}[控制符]
	\item 内容
	\item 内容
	\item 内容
\end{enumerate}

begin旁的控制符用于设置项目标号的类型与格式，默认为（123）项目符号，要将项目符号设置为黑体则需写为[\bf 1.]，缩进可以在这里直接添加空格符，如[\quad\bf 1.]。

7. 脚注

论文中如果某个地方需要加脚注，指令是

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\footnote{footnote text}

其中footnote text为实际的脚注内容。

例如：

注意：\footnote与前面的正文之间应没有空格。顺便指出，书写括号时应在括号外加空格，即在左括号之前及右括号之后加空格。

8. LaTeX命令

LaTeX命令是大小写敏感的，并有下面两种格式：

  • 以一反斜线"\"开始，加上只包含字母字符命令名组成。命令名后的空格符、数字或其他非字母字符标志该命令的结束。
  • 由一反斜线和一特殊字符组成。

LaTeX 忽略命令后面的空格。如果你希望在命令后面得到一空格，可以在命令后面加上 {} 和一个空格，或者加上一个特殊的空白距离命令。{} 将阻止 LaTeX 吞噬掉命令后面的空格。

许多命令需要一个参数（parameter）并用一对大括号（curlybraces）{ } 将其括起来置于命令名称的后面。也有一些命令支持用方括号（square brace）括起来的可选参数。下面的例子中使用了一些 LaTeX 命令，并将在以后对他们进行解释。

三、分级标题及目录

1. 分级标题

大标题在引言部分声明，并在正文部分使用maketitle显示。

文章的一级标题section{...}，它的二级标题为subsection{...}，同样，三级标题为subsubsection{...}……以此类推。

与之相似的，段落的小标题也用sub来标明结构。

2. 目录

添加目录只需在正文开始部分加上tableofcontents即可显示Contents。

四、数学公式

1. 数学模式

$...$是开启行内数学模式，用于和文本合在一起使用。

$$...$$和\[...\]是另起一行居中开启数学模式。

在数学模式下，所有字母的输出都是斜体字体，而且任何输入的空格都会在输出时被删去。任何数学表达式，甚至只是一个变量，都应该在数学模式下输入。

输出黑体数学符号的指令是\mathbf{math}，其中math是待输出为黑体的数学符号。

2. 公式中的空白字符

公式中的空格用\quad表示，如下表：

3. 大括号及多行公式

latex中的大括号及多行公式，经尝试，用array比较方便。

例：

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$$
d_{stop}(u_s)=\left\{
\begin{array}{lr}	%array中的lrc表示各列内容的居左、居中、居右
  t_{rxn}u_s+Au_s^2+d_0 & For\  human\  driver \\
  Au_s^2+d_0 & For\  driverless\  car
\end{array}
\right.
$$

在输出一组等式时，等式应在等号处对其，这可在align环境下实现。在每个等式的等号（或其他需要对其的符号）前加一个&符号，在每一行的结尾加上符号\\做结束。在这个环境下，每个等式都会显示各自的编号。如果等式不需要编号，应在其结尾处加上\nonumber这个指令。如果所有等式都不需要编号，则可以直接使用align*环境。

例如：

image-20200116224049718

这个方法同样适用于不等式组。

用align环境也可以将拖式在等号处对齐。

例如：

这个方法同样使用于不等式拖式，以及混合的等式与不等式拖式。

4. 在equation环境下输入表达式

在equation环境下输入表达式，表达式能够被自动编号，方便引用。如果表达式不会被引用，则不要编号，不编号的表达式可以在equation*环境下输入。

例如：

假如在论文中需要引用某个表达式，则需要为这个表达式编号，做法是在这个表达式前插入指令\label{Label}，其中Label是作者任意选取的、作为标签的字符串。然后用指令\eqref{Label}就可引用这个表达式。

例如：

5. 矩阵

矩阵应在矩阵环境matrix下输入，逐行列出矩阵的元素，每行各元素之间用&符号隔开，每行的结尾用\\符号结束。

例如：

但是，矩阵环境matrix不会自动产生矩阵符号。常见的矩阵符号有三种，即圆括号、方括号及竖线，分别可用pmatrix、bmatrix及vmatrix环境自动生成。

例如：

6. 一些常用特殊符号

某些大写希腊字母与英文大写字母相同，如大写的α\alpha及β\beta分别是AA及BB，latex没有为这些大写希腊字母提供相应指令，用英语的大写字母输入即可。

例如摄氏度℃可以用∘^\circ C来表示。

函数名应该用斜体字，但对于sin及log等，应该用正体字。这些函数名在数学输入模式下均有相应的指令，通常是在反斜杠后输入函数名：

7. 手写体和花体

关于实数的R\mathbb R可以用\mathbb R或者\mathbb{R}来打印。

如果想要实现手写体例如U\mathcal{U}，可以用\mathcal{U}来实现。

8. 罗马数字

小写：\romannumeral

大写：\uppercase\expandafter{\romannumeral}

效果：

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首先展示几个小写的罗马数字：
\romannumeral1、
\romannumeral3、
\romannumeral6；

下面看对应的大写罗马数字：
\uppercase\expandafter{\romannumeral1}、
\uppercase\expandafter{\romannumeral3}、
\uppercase\expandafter{\romannumeral6}。

五、简单表格及三线表

1. 简单表格

一个简单的例子：

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\begin{table}[htbp]
 \centering	%表格在页面中居中
 \caption{表格标题}
 \label{Ntt}	%表格标号
 \begin{tabular}{|c|c|}
   \hline
   星期 & 事情 \\
   \hline
   星期一 & 学习 \\
   \hline
   星期二 & 学习 \\
   \hline
 \end{tabular}
\end{table}

\hline是在下方加入一条横着的表格线。

tabular旁边的rlc分别代表右对齐、左对齐和居中格式。

caption和label是添加表名及其标号，表格的标题应在表格上方，而图片的标题应在图片下方。

2. 单元格的合并

四种指令简略说明 ：

  1. \multirow{2}{*}{Multi-Row}

    \multirow是跨列功能，第一个参数2，表示跨两列，第二个参数*，表示系统自动调整文 字，最后一个参数即是要填入的文字，跨列需注意的是，使用\multirow指令的那一列表 格，到了要撰写下一列表格时，被跨列直接留空，不可填字(填了之后就会知道为什么了)

  2. \multicolumn{2}{c|}{Multi-Column}

    \multicolumn是跨行功能，第一个参数2，表示跨两行，第二个参数c|，表示文字置中，并 在栏位右边画一条直线框，最后一个参数即是要填入的文字

  3. \hline 表示画出一整条从左至右横线

  4. \cline{2-3} 表示画出一条在第2栏位到第3栏位的横线段，其他栏位将不会有横线段

例子：

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\begin{tabular}{|c|c|c|c|c|}
\hline
\multirow{2}{*}{Multi-Row} &
\multicolumn{2}{c|}{Multi-Column} &
\multicolumn{2}{c|}{\multirow{2}{*}{Multi-Row and Col}} \\
\cline{2-3}
  & column-1 & column-2 & \multicolumn{2}{c|}{} \\
\hline
label-1 & label-2 & label-3 & label-4 & label-5 \\
\hline
\end{tabular}

效果图：

3. 浮动格式

常用选项[htbp]是浮动格式：
『h』当前位置。将图形放置在正文文本中给出该图形环境的地方。如果本页所剩的页面不够，这一参数将不起作用。
『t』顶部。将图形放置在页面的顶部。
『b』底部。将图形放置在页面的底部。
『p』浮动页。将图形放置在一只允许有浮动对象的页面上。

一般使用[htb]这样的组合，只用[h]是没有用的。这样组合的意思就是latex会尽量满足排在前面的浮动格式，就是h-t-b这个顺序，让排版的效果尽量好。
!h 只是试图放在当前位置。如果页面剩下的部分放不下，还是会跑到下一页的。一般页言，用 [!h] 选项经常会出现不能正确放置的问题，所以常用 [ht]、[htbp] 等。

如果你确实需要把图片放在当前位置，不容改变，可以用float宏包的[H]选项。不过如果这样做，出现放不下的问题时需要手工调整。使用格式如下：
\usepackage{float}

\begin{figure}[H]
foo
\end{figure}

当h失效时，表格往往会放在新页面的中心。继续写入文字填充，表格会顺利嵌入文字。

4. 三线表

美赛论文格式中的三线表，举个例子：

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\begin{table}[!htbp]
\begin{center}
\caption{Notations}
\begin{tabular}{cl}
    \toprule	%第一条线
    \multicolumn{1}{m{3cm}}{\centering Symbol}	%位置
    &\multicolumn{1}{m{8cm}}{\centering Definition}\\
    \midrule	%中间的线
    $I$&The Intensity of the Heat Source\\
    $k$&The Material's Conductivity\\
    $h$&The Heat Transfer Coefficient\\
    $c$&The Heat Capacity of Water (=4200 J/(kg$\cdot^\circ$C))\\
    $\rho$&The Density of Water (=10$^3$ kg/m$^3$)\\
    \bottomrule	%底部的线
\end{tabular}\label{Ntt}	%标号
\end{center}
\end{table}

三线表中的线主要是通过\toprule、\midrule和\bottomrule生成。

六、插入图片

1. png等格式

或者用如下代码：

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\begin{figure}[htb]
 \centering
 \includegraphics[width=.8\textwidth]{1.png}
 \caption{标题}
 \label{fig}
\end{figure}

图片位置的设置和表格相同。

2. pdf格式

已经存在一个名为1.pdf的文件，将这个文件的某些页插入到新的pdf文件中，方法如下

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\documentclass[a4paper]{article}
\usepackage{pdfpages}
\begin{document}
\includepdf[pages={1,2}]{1.pdf} 
\end{document}

pdfpages宏包包含几个选项，一般用默认的即可。

includepdf命令也可以接受多个参数。

可以使用如下命令查看具体参数

texdoc pdfpages

3. 多图横排

https://zhuanlan.zhihu.com/p/32925549

七、参考文献

MCM解答论文必须列出所有引用过的文献资料。最简便的方式时使用thebibliography环境：

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\begin{thebibliography}{99}
 \bibitem{label_1}
  文献1
 \bibitem{label_2}
  文献2
 ...
\end{thebibliography}

通过label作者可以使用\cite{label}在论文中引用这个参考文献。

例如：

八、伪代码

可以参考这个模板：

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\documentclass{article}
    \usepackage{CJKutf8}
    \usepackage{graphicx}
    \usepackage{verbatim}
    \usepackage{algorithm}
    \usepackage{algpseudocode}
    \usepackage{amsmath}
    \usepackage{amssymb}
    \renewcommand{\algorithmicrequire}{\textbf{Input:}}  % Use Input in the format of Algorithm
    \renewcommand{\algorithmicensure}{\textbf{Output:}} % Use Output in the format of Algorithm
\begin{document}
\begin{CJK}{UTF8}{gbsn}
        \begin{algorithm}
            \caption{\textbf{MergeSort$(A,left,right)$}}
            \begin{algorithmic}[1] %每行显示行号
                \Require \textbf{数组$A[1...n]$，数组下标$left,right$}
                \Ensure \textbf{递归数组$A[left..right]$}
                \If {$left \geq right$ }
                    \State \Return $A[left..right]$
                \EndIf
                \State $mid \leftarrow \lfloor \frac{left+right}{2} \rfloor$
                \State \text{MergeSort}$(A,left,mid)$.
                \State \text{MergeSort}$(A,mid+1,right)$.
                \State \text{Merge}$(A,left,mid,right)$.
                \State \Return $A[left..right]$
            \end{algorithmic}
        \end{algorithm}
        
        \begin{algorithm}
                \caption{\textbf{PROCEDURE Match(s)}}
                \begin{algorithmic}[1]
                    \Require \textbf{an intermediate state s; the initial state $s_0$ has $M(s_0)=\varnothing$}
                    \Ensure \textbf{the mapping between the two graphs}
                    \If{$M(s)$ covers all the nodes of $G_2$}
                        \State \textbf{OUTPUT} $M(s)$
                    \Else
                        \State Compute the set $P(s)$ of the pairs candidate for inclusion in $M(s)$
                        \For{each $p$ in $P(s)$}
                            \If{the feasibility rules succeed for the inclusion of $p$ in $M(s)$}
                                \State Compute the state s' obtained by adding $p$ to $M(s)$
                                \State \textbf{CALL} Match($s'$)
                            \EndIf
                        \EndFor
                        \State Restore data structure
                    \EndIf
            \end{algorithmic}
        \end{algorithm}
        
    \end{CJK}
\end{document}

效果如下：