在MacOS中使用$\LaTeX$的方法-翰林苑|董翰林的个人网站

$\LaTeX$简介

也许你觉得这篇文章的标题很奇怪，几个大写字母歪歪扭扭的。没错，我在第一次看到它的时候，也觉得很奇怪。但是，它就是这样书写的。在条件允许的情况下，写作$\LaTeX$，如果条件不允许，就写作 LaTeX 。注意区分大小写，不要和 latex （乳胶）这个英文单词混淆。

$\LaTeX$是一种文字排版系统。它是众多文字排版系统之一。我们熟悉的 Microsoft Word ， Pages 等都属于文字排版系统。$\LaTeX$与其它排版系统相比有很多独特性。本节中就主要介绍一下$\LaTeX$以及$\LaTeX$的优点。

什么是$\TeX$

在谈$\LaTeX$之前，先说说$\TeX$。

在美国斯坦福大学的计算机系，有一个叫 Donald Ervin Knuth 的教授。1977 年，他审阅的书籍已经开始使用计算机排版，但是排版质量很差。这时他就开始构思一个高质量的排版系统。他研究了古今的排版技术，把其中最好的部分用在了自己的排版系统中。这个系统被他取名为 TeX。这个名字的灵感源自希腊语中艺术和技术两个单词的前 3 个希腊字母$\tau\varepsilon\chi$。他原创了这个标识符$\TeX$，用下移字母$E$提示人们这是一个排版软件，并可以明显地区别于其它系统的名称。在 1978 年，$\TeX$第一版问世。后来，Knuth 教授还不断改进$\TeX$，他用无理数$\pi$的近似值作为$\TeX$的版本序号，每升级一次就增加一位小数，表达了他不断追求完美的愿望。

什么是$\LaTeX$

1984 年，Knuth 教授撰写的 The TeX Book 一书出版，成为最权威的$\TeX$写作工具。然而，同年，美国数学家、计算机科学家 Leslie Lamport 在撰写论文时，感到虽然$\TeX$功能很强，但是多达 900 条的$\TeX$命令让人感到不便。为了便于使用，他给$\TeX$编写了一组自定义的宏包，并命名为 LaTeX。前缀 La 取自其姓氏。Lamport 为它也设计了一个特殊的标识符，写为$\LaTeX$，读作 lay-tecks。

有了$\LaTeX$，作者只须专注于文稿的内容编写就可以了，$\LaTeX$会自动将整本书或论文的版面和标题按照典型格式来设置。这是$\LaTeX$为作者带来的最大方便。

$\LaTeX$可以认为是一个特殊版本的$\TeX$，因为每一个$\LaTeX$命令到最后都会被分解成一个或若干个$\TeX$命令。

$\LaTeX$的优点

排版质量高

提高排版质量是$\TeX$诞生时的唯一目的。$\LaTeX$的排版质量体现在对版面尺寸的严格控制，对字距、词距、行距和段距等字符间距松紧适中的掌握，对数学公的精确细致设计，对表格和插图的灵活处理等等。

具备注释功能

在$\LaTeX$源文件中，可在任何位置使用注释标记，将所需要的注释内容完整地保存下来，以备作者查阅。注释功能也可用于临时删除某些内容。

格式自动处理

$\LaTeX$将文稿的内容处理与格式处理分离，作者只要选定文稿类型，就可专心于文章的内容，至于文章格式的各种细节都由$\LaTeX$统一规划设置。文中章节、图表、公式的位置都可以任意调整，无须考虑序号问题。

数学式精美

$\LaTeX$的特长之一就是数学式排版，其方法简单直观，排版效果精致细腻，而且数学式越复杂，这一特点就越明显。

参考文献管理

创建参考文献是$\LaTeX$的强项之一。$\LaTeX$自带一个辅助工具 BibTeX，可以根据作者的要求，搜索文献数据库，然后自动为文稿创建所需要的参考文献列表。

可扩充性强

用户可以像搭积木那样对$\LaTeX$进行功能扩充或者添加新的功能。这些可以通过各种宏包实现。调用相关宏包，甚至可以实现排版专业水准象棋谱、五线谱或化学方程式的能力。

安全稳定灵活

$\LaTeX$源文件是纯文本文件，所有插图都是在编译时才调入，所以同一篇论文，用$\LaTeX$编排，其源文件尺寸要小很多倍，不会对文件存取和编辑过程产生明显影响。为了便于写作或多人合著，$\LaTeX$允许采用子源文件的形式，其中章节和图表可以随意增删，不会影响最后编译的效果。

免费使用

相比于价格昂贵的 Microsoft Word ， $\TeX$和$\LaTeX$都是开源免费软件。用于扩展$\LaTeX$排版功能的各种宏包，也都可以免费下载。

通用性强

由于$\LaTeX$的源代码是公开的，所以人们开发了用于各种操作系统的版本。所以含有各种语言文字的$\LaTeX$源文件可以毫无阻碍地跨系统使用。

$\LaTeX$ 有如此多的优点，一定心动了吧。不过，本文中只介绍在 Mac 系统中$\LaTeX$的使用方法，并不介绍用$\LaTeX$编写文档的具体方法。有兴趣的读者可以参考以下网站和书籍。

LaTeX Online Tutorial

LaTeX Tutorial Slides

胡伟. $\LaTeX 2\varepsilon$ 完全学习手册（第二版）.北京: 清华大学出版社, 2013.

本文中的介绍只针对 Mac 用户。对于 Windows 用户，使用 CTeX 套件安装是非常容易的，具体方法请参考这个页面

MacTeX + Texpad

下面我们介绍如何在 Mac 系统中使用$\LaTeX$。在介绍 MacTeX 和 Texpad 之前，先请读者区分编译器和编辑软件。编译器是一个程序，把代码编译成排版过的可视的文档。所谓的$\LaTeX$就是一个编译器。而编辑软件是辅助代码编写的。值得指出的是，即使没有编辑软件，用写字板甚至终端都可以完成编辑。

在 Mac 中，推荐使用 MacTeX 套装中的 TeX Live 作为编译器，用 Texpad 作为编译软件。下面逐一进行介绍。

MacTeX

MacTeX（官方网站）是一个针对于 Mac 系统的$\LaTeX$软件套装。内含了 TeX Live 和一些编辑器（TeX Shop, LaTeXit 等）。这里主要利用其中的 TeX Live 编译器。

MacTeX 可以在此下载运行下载的 pkg 文件即可完成安装，安装非常简单。

安装完成后，您的系统中已经有了 TeX Live 编译器。打开终端，输入

1	$ latex --version

会弹出$\LaTeX$的版本信息。

Texpad

尽管 MacTeX 套装中已经带有了一些编辑器，但是使用起来都不够理想。在这里推荐使用 Texpad。

Texpad 是 Mac 上非常好用的一款软件，具体介绍请参考其官方网站。该软件可以从这里下载。除了 Mac 版本，还支持 iOS 版本。不过，该软件为付费软件。

下载的格式 dmg 文件。安装也非常方便。在安装后，软件会自动识别系统中已经安装的 TeX Live 编译器。打开软件，如果在欢迎页面的左下角有这样一行提示，说明编译器已经配置好。

$Texpad配置TexLive$

如果没有配置好，可以进行手动配置。点击 Texpad -> Preferences -> Distributions 在 Installed Distributions 中可以看到已经安装的 TeX Live 选项。选择即可。

使用举例

打开 Texpad，弹出欢迎页面。选择模板为 Basic Article ,单击 Create a single file ，进入如图所示编辑页面

$Texpad编辑页面$

页面分为三栏，左边栏为文档的一些基本信息，中间栏为输入$\LaTeX$代码的区域，右边栏为预览生成 pdf 的区域。

下面我们开始编辑中间栏中的$\LaTeX$代码。可以看到，在模版中已经给出了 5 行语句。我们将其改为

\documentclass[11pt]{article}
\title{My First \LaTeX article}
\author{Hanlin DONG}
\date{2017-05-25}

\begin{document}
\maketitle
\tableofcontents

\section{Greeting}
\subsection{subsection1}
Hello, world!
\subsection{subsection2}
Hello, universe!
\subsection{subsection3}
Hello, heart!

\section{Math}
\begin{equation}
\sigma_{ji,j} + f_i = \rho\ddot{u}_i
\end{equation}
\end{document}

单击左上角的 Typeset ，可以在右边的预览栏中看到所生成的 pdf 文档。在左边栏中则列出了相应信息。

$Texpad生成Hello$

如果你保存了这段代码，再 Typeset 之后，可以在相同的路径中找到生成的 pdf 文档。

更多的用法，请参考官方网站。

$\LaTeX$与 Word 的相互转换:Pandoc

有时用户有把用$\LaTeX$编写的文档转换为 Word 文档的需求，可以通过 Pandoc 来实现。

Pandoc（官方网站）可谓是文档转换界的“瑞士军刀”。它可以实现多种文档格式的相互转换。该软件为免费软件，可以由此进入下载页面。

安装完成后，在终端中输入

1	$ pandoc --version

可以看到软件的版本信息。

用 pandoc 把$\LaTeX$文档转换成 Word 文档很容易。把刚才的代码保存为 hello.tex ，从终端进入该文件所在的文件夹，输入

1	$ pandoc -o hello.docx hello.tex

其意义为，把 hello.tex 文件输出为 hello.docx 。系统会自动识别输出的格式。执行后可以看到，系统中已经生成了一个名为 hello.docx 的文件。打开，如图所示。

$pandoc转换成word$

可见，section 和 subsection 都对应了相应的格式，只需要在格式栏中编辑成为想要的格式即可。公式已被用 word 的公式编辑器重写，但是有些位置与$\LaTeX$生成的不尽相同。目录在转换的过程中丢失。

可见，转换过的文档不能完全保持原样，读者要特别注意。

$\LaTeX$的中文支持：ctex 宏包

为了使$\LaTeX$支持中文，在 TeXLive 中已经自带了 ctex 宏包。利用这一宏包可以实现录入中文。把上面的 hello.tex 修改为 你好.tex ，内容改为

\documentclass[11pt]{article}
\usepackage{ctex}
\title{我的第一篇\LaTeX 文档}
\author{董翰林}
\date{2017-05-25}

\begin{document}
\maketitle
\tableofcontents

\section{问好}
\subsection{一级}
你好，世界！
\subsection{二级}
你好，宇宙！
\subsection{三级}
你好，内心！

\section{数学}
\begin{equation}
\sigma_{ji,j} + f_i = \rho\ddot{u}_i
\end{equation}
\end{document}

注意：代码中加入了 \usepackage{ctex} 命令。

点击左上角 Typeset 按钮的下拉箭头，按图手动选择编译器 XeLaTeX。然后编译，得到相应的中文 pdf.

$LaTeX中文支持$

本文中的源代码可以点击下载。

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