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这是你与「大学生科研竞赛」的第次相遇。
继上篇推文对美赛排版利器LaTex的科普，小竞这次要为大家介绍LaTex在美赛中生成论文的具体操作啦。
图1LaTex在美赛中的运用
图1基本概括了运用LaTex编译一篇美赛论文需要进行的主要操作，考虑到排版样式、参考文献可以借鉴网络上优秀的美赛模板，较为简单，小竞在这篇推文中主要为大家介绍如何运用LaTex进行文本、数学公式、文档元素的编译。
01LaTex排版文本文本是排版的基础。小竞首先为大家介绍如何在LaTex中输入各种文字、符号。
（一）编码
LaTex源代码为文本文件，而文本文件的一个至关重要的性质是它的编码。
1.ASCII编码
用于排版以英文为主的西文文档。
2.UTF-8编码
Unicode是一个多国字符的集合，覆盖了几乎全球范围内的语言文字。UTF-8是Unicode的一套编码方案，一个字符由一个到四个字节编码，其中单字节字符的编码与ASCII编码兼容。
现行版本的LaTex使用UTF-8作为默认编码。将使用拉丁字母的文档保存为UTF-8编码后，可以用pdfLaTex直接编译。但是非拉丁字母仍然无法直接在LaTex中使用，如西里尔字母（俄文）、希腊字母、阿拉伯字母以及东亚文字等。
较为现代的TEX引擎，如X?TEX和LuaTEX，它们均原生支持UTF-8编码。使用xeLaTex和luaLaTex排版时，将源代码保存为UTF-8编码，并借助fontspec宏包调用适当的字体，原则上就可以在源代码中输入任意语言的文字。注意此时不再适用inputenc宏包。
（二）字符
1.空格和分段
LaTex源代码中，空格键和Tab键输入的空白字符视为“空格”。连续的若干个空白字符视为一个空格。一行开头的空格忽略不计。
行末的换行符视为一个空格；但连续两个换行符，也就是空行，会将文字分段。多个空行被视为一个空行。也可以在行末使用\par命令分段。
编译前代码与编译后效果如图所示，下同。
2.注释
LaTex用%字符作为注释。在这个字符之后直到行末，所有的字符都被忽略，行末的换行符也不引入空格。
3.标点符号
中文的标点符号（绝大多数为非ASCII字符）使用中文输入法输入即可，一般不需要过多留意。而输入西文标点符号时，有不少地方需要留意。
（1）引号
LaTex中单引号‘’分别用`和输入；双引号“”分别用``和输入（"可以输入后双引号，但没有直接输入前双引号的字符，习惯上用输入以和``更好地对应）。
（2）省略号
LaTex提供了\ldots命令表示省略号，相对于直接输入三个点的方式更为合理。\dots与\ldots命令等效。
4.特殊字符
有些字符在LaTex里有特殊用途，如%表示注释，、^、_等用于排版数学公式，用于排版表格，等等。直接输入这些字符得不到对应的符号，还往往会出错。
02LaTex排版数学公式准备好了！本章将见识到LaTex闻名的强项——排版数学公式。
（一）排版必备基础知识
1.行内和行间公式
数学公式有两种排版方式：其一是与文字混排，称为行内公式；其二是单独列为一行排版，称为行间公式。
行内公式由一对符号包裹：
单独成行的行间公式在LaTex里由equation环境包裹。equation环境为公式自动生成一个编号，这个编号可以用\label和\ref生成交叉引用，amsmath的\eqref命令甚至为引用自动加上圆括号；还可以用\tag命令手动修改公式的编号，或者用\notag命令取消为公式编号，与之基本等效的命令是\nonumber。
2.数学模式
当用户使用开启行内公式输入，或是使用\[命令、equation环境时，LaTex就进入了数学模式。
数学模式相比于文本模式有以下特点：
1.数学模式中输入的空格被忽略。数学符号的间距默认由符号的性质（关系符号、运算符等）决定。需要人为引入间距时，使用\quad和\qquad等命令。
2.不允许有空行（分段）。行间公式中也无法用\\命令手动换行。排版多行公式需要用到各种环境。
3.所有的字母被当作数学公式中的变量处理，字母间距与文本模式不一致，也无法生成单词之间的空格。如果想在数学公式中输入正体的文本，简单情况下可用\mathrm命令，或者\text命令。
（二）数学符号
形形色色的数学符号是LaTex卓越数学公式排版能力的基础。LaTex默认提供了常用的数学符号，amssymb宏包提供了一些次常用的符号。这里，小竞为大家介绍必备的一般符号、算符和关系符。
1.一般符号
希腊字母符号的名称就是其英文名称，如α(\alpha)、β(\beta)等等。大写的希腊字母为首字母大写的命令，如Γ(\Gamma)、?(\Delta)等等。无穷大符号为∞(\infty)。
省略号有...(\dots)和...(\cdots)两种形式。它们有各自合适的用途：
2.算符
LaTex中的算符大多数是二元算符，除了直接用键盘可以输入的+、-、*、/，其他符号用命令输入。常用的有乘号×（\times）、除号÷（\div）、点乘?（\cdot）、加减号±(\pm)或?（\mp）等等。
3.关系符
LaTex常见的关系符号除了可以直接输入的=，，，其它符号用命令输入，常用的有不等号≠（\ne）、大于等于号≥（\ge）和小于等于号≤（\le）、约等号≈（\approx）、等价≡（\equiv）、正比∝（\propto）、相似~（\sim）等等。
（三）公用符号的多行公式
美赛中常见的需求是将多个公式组在一起公用一个编号，编号位于公式的居中位置。针对这个问题，可以用amsmath宏包提供的诸如aligned、gathered等环境，与equation环境套用。小竞仅以aligned举例：
03文档排版的基本元素在知道了如何输入文字后，我们将在本章了解一个结构化的文档所依赖的各种元素——标题、目录、列表、图表、交叉引用、脚注等等。小竞在这篇推文中，以章节标题、目录为例，为大家介绍一下具体操作，其他元素原理相同，待大家自行探索。
（一）章节标题
一篇结构化的、条理清晰文档一定是层次分明的，通过不同的命令分割为章、节、小节。三个标准文档类article、report和book1提供了划分章节的命令：
\chapter{〈title〉}\section{〈title〉}\subsection{〈title〉}
\subsubsection{〈title〉}\paragraph{〈title〉}\subparagraph{〈title〉}
其中\chapter只在book和report文档类有定义。这些命令生成章节标题，并能够自动编号。
除此之外LaTex还提供了\part命令，用来将整个文档分割为大的分块，但不影响\chapter或\section等的编号。
（二）目录
在LaTex中生成目录非常容易，只需在合适的地方使用命令：
\tableofcontents
这个命令会生成单独的一章（book/report）或一节（article），标题默认为“Contents”。\tableofcontents生成的章节默认不写入目录（\section*或\chapter*），可使用tocbibind等宏包修改设置。
正确生成目录项，一般需要编译两次源代码。
有时我们使用了\chapter*或\section*这样不生成目录项的章节标题命令，而又想手动生成该章节的目录项，可以在标题命令后面使用：
\addcontentsline{toc}{〈level〉}{〈title〉}
其中〈level〉为章节层次chapter或section等，〈title〉为出现于目录项的章节标题。titletoc、tocloft等宏包提供了具体定制目录项格式的功能，可参考宏包的帮助文档了解具体操作。
对LaTex生成美赛论文的操作介绍就到这里了，更广更深入的内容还需要大家孜孜探索。
小竞猜不少小伙伴看完上述介绍，会像小竞刚开始学习LaTex一样，觉得晦涩难懂。请相信，结合着工具书和美赛模板进行练习，熟练掌握优秀的美赛论文排版能力是水到渠成的。美观规范的论文排版也会让你赏心悦目，觉得这份学习十分值得！
但也要切记，不能临时找到一份模板，草草了解一下部分基础概念就直接在比赛中挑战使用LaTex，那效果倒不如求稳使用Word了。
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