1.2 基本结构

简单了解 LATEX 的历史、安装并配置好 LATEX 的编辑环境之后，我们就要开始学习LATEX文档的编辑方式，掌握相应的语法规则了。LATEX文档由正文、段落构成，在组成正文的时候，会用到很多定制的环境，比如文本环境、数学公式环境、图表环境等。根据文档类型不同，页面尺寸存在差异，应用的命令有所不同。本节会特别介绍一个定制幻灯片的文档类，因为幻灯片与一般文档存在很大差异，使用频率也比较高。

1.2.1 第一个 LATEX 文档

第1.1.2节已经介绍了编辑、编译的工具，相信读者都已经跃跃欲试，想要开始编写自己的第一个LATEX文档了。请读者配置好TeXLive环境，安装好TeXstudio编辑器，下面开始编辑LATEX文档。

例 我们以一个简单的案例作为导引，带领大家了解LATEX文档编辑的基本要素。用TeXs-tudio 新建 test.tex 文件，布局大致如图1.2所示。LATEX 文本经过编译之后输出后缀名为.pdf 的文件，在 TeXstudio 的右边有预览视图，下面的 LATEX 文本输入是一个简单的文档结构，效果如图1.3所示 。

下面我们尽可能地读懂每一行代码（命令），为后面的学习做好铺垫。第一行声明文档类，用\documentclass命令指明文档类为ctexart，它表示中文的短文档。每个LATEX工程文本都应该指明文档类型，否则编译时会报错。可选的文档类型有很多，可参考第2.8.2节的介绍。

在一个文档的开始部分，一般会有标题、作者、日期等基本信息。命令\title 带有一个参数，指定文本的标题。\author 也带有一个参数，指明文本的作者。\date 命令用于设置日期，\today即文本编译时的年、月、日。需要读者注意的是，这些内容只在导言区声明，并不会打印在正文中。

从\begin{document}开始，到\end{document}结束，才是LATEX文档的正文部分，才会生成PDF文件。在\begin{document}之前的部分，称为导言区，一般在导言区定义命令、引入宏包。位于\begin{}...\end{}之间的内容，我们称之为环境，例如document环境。

在导言区的\title、\author、\date等内容不会打印，除非在document环境中加入\maketitle命令。因为标题、作者、日期等信息一般放在文档的首页，所以\maketitle也放在document环境的开始位置。

一般地，标题页与正文部分分开，标题页独占一个分页，所以用\newpage命令分页。紧接着是\tableofcontents 命令，用于打印文档目录。正文部分的章节划分，可以用\section、\subsection等命令实现。在ctexart类型的文档中，它们分别表示一级标题、二级标题。根据文档类型不同，\section、\subsection所表示的标题层级也有所不同（见第2.5.1节）。

正文文字、段落可以直接放在document环境中的任意位置，但不可以放在导言区。两个 $ 号之间的内容是数学公式，有关数学公式的详细介绍请参考第3章。\sin 表示正弦函数 sin，打印出 sin 符号。类似地，\cos 表示余弦函数。\frac 表示分数，它有两个参数，分别表示分子和分母。

在LATEX文档编辑的过程中，为了更加方便阅读和后期的修改，常常会添加一些注释信息。LATEX文档的注释内容放在%号之后，%之后的全部内容被注释，直到遇到空行，空行表示分段。%可以单独成行，也可以放在其他语句的后面。

1.2.2 正文段落

例 一个最简单的LATEX文档test.tex。只需要声明文档类型，即可在document环境中开始写正文部分。

LATEX 文档的所有内容都要放在 document 环境中才能被打印出来，但是必须指明文档类型，任何一个最基础的LATEX文档都必须包括这两部分。

段落 正文段落就是放在 document环境中的内容，像 Word文档一样，正文可以有很多段落。在LATEX文本中，分段一般用空行实现。

例 朱自清的散文《荷塘月色》节选，如图1.4所示，可以学习LATEX文本正文段落排版（限于篇幅，文本内容有省略）。

在案例中，我们选用的文档类型为ctexbook类型，这是一个中文长文档类型，与ctexart类型属于同一家族。在 document 环境中，编辑正文内容，前一个段落与后一个段落之间用空行分隔，段落能够自动首行缩进。空行可以有多个，但只会产生一次分段。

本例中还用到了\chapter命令，它是ctexbook类型文档中的命令，表示产生章标题。在ctexart类型文档中是不能使用\chapter命令的。每种类型文档支持的标题（sectioning）命令有所不同，可参考标准LATEX文档（见第2.5.1节）。

除了最简单的正文段落，LATEX 文档中还有很多特定的环境，用于排版不同类型的文本。例如诗歌放在quote等环境中，列表放在enumerate等环境中，所以LATEX文档可以被看作诸多环境与命令的集合体。

文本环境 对于诗歌类型的文章，用这种排版方式似乎不太美观，LATEX中有类似于quote的环境，专门用于排版诗歌、引言等。

例 用quote环境引用毛泽东的《沁园春·雪》。

上述LATEX命令打印效果如下：

北国风光，千里冰封，万里雪飘。望长城内外，惟余莽莽；大河上下，顿失滔滔。

山舞银蛇，原驰蜡象，欲与天公试比高。须晴日，看红装素裹，分外妖娆。江山

如此多娇，引无数英雄竞折腰。惜秦皇汉武，略输文采；唐宗宋祖，稍逊风骚。

一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕。俱往矣，数风流人物，还看今朝。

列表环境 有些内容需要分条理列举，可以尝试LATEX中的列表环境。

例 用enumerate环境打印一个简单的列表。

上述LATEX命令打印效果如下：

1第一层列表

（a） 第二层列表

第二层描述

i.第三层列表

ii.第三层列表

（b） 第二层列表

第二层描述

2 Literature Survey

这里对所列举的案例没有做过多的解释和说明，只是想让读者知道在LATEX文档中可以定义和应用诸多的环境，然后将文本放在定制的环境中排版出预期的效果。每个环境就相当于从LATEX文档中切分出来的独立主体，能够有独立的文本样式，我们将会在第2章集中介绍与文本排版相关的知识。

1.2.3 数学公式

LATEX 的一大优势就是能够非常快速地排版数学公式，在图1.3 所示案例中我们就已经见过数学公式a ² +b ² =c ² 、sin A= 和cos A= 。从LATEX文本中可知，编辑a ² +b ² =c ² 的是$ a^2+b^2=c^2 $，编辑sin A= 的是$\sin A=\frac{a}{c} $。它们有一些共同的特点，即都放在两个$号之间，且指数用^号表示，sin、cos、 等用命令\sin、\cos、\frac表示。

两个 $ 号之间的环境是数学环境，可以编辑数学公式，而数学公式中的指数用^号，下标用下画线符号_，所以这两个符号在 LATEX中有着特殊的含义，特别是下画线，不要随意使用。

用两个 $ 号打印的数学公式比较单一，属于行内公式。LATEX 文档中可以加载很多与数学公式相关的宏包，以实现更加复杂的数学公式排版。最常用的宏包有amsmath，它提供了很多好用的数学环境。

例 当公式很长的时候，放在一行中就会超出文本范围，利用amsmath宏包，在split环境中，可将单行公式切分成多行公式，如公式（1.1）所示。

上述LATEX命令打印效果如下：

例 当需要切分公式的时候，将括号拆分成两部分，很可能会出现括号不匹配问题，拆分位置前后都需要添加\.符号，以实现分界符前后的一致性，如公式（1.2）所示。

上述LATEX命令打印效果如下：

例 还有方程组和矩阵，都可以用amsmath宏包提供的环境排版，如公式（1.3）所示。

上述LATEX命令打印效果如下：

上述LATEX命令打印效果如下：

第3章主要介绍的就是数学公式，不仅会对上述这些案例进行详细分析，还会介绍很多特殊符号、常用公式模型，以及如何精细化调整公式格式。

1.2.4 图形表格

像Word文档一样，LATEX文档也可以打印表格和图像，可以说图表是LATEX文档不可或缺的一部分。但是不可否认，图表的建立比较复杂，特别是用LATEX绘制图像更难。

第4章主要介绍表格，包括表格的基本结构，以及许多实用的表格模板。第5章主要介绍图像，从简单的插图到自己绘制图像，都有比较详细的阐述。

例 利用diagbox宏包和array宏包绘制一个带斜线表头的表格，如表1.1所示。

例 利用tikz宏包中的decorations.markings仓库绘制数学函数，如图1.5所示。

1.2.5 幻灯片

LATEX中有很多文档类型，基本的文档类型有book、article、report三种。根据需要，用户也可以定制自己的文档类型。在编辑中文文档时，ctex系列文档类型比较常用，前面已经介绍过了ctexbook和ctexart两种类型。

LATEX 文档类型中有一种可用来制作幻灯片，beamer 是制作幻灯片比较常用的文档类型。这些文档类型的不同，也就决定了页面的尺寸差异。在第6章主要介绍幻灯片的使用，LATEX仓库中提供了很多漂亮的幻灯片主题模板，我们可以像PowerPoint一样定制主题样式，如图1.6所示。

例 应用serif样式，定制一个幻灯片。