05_LaTeX之排版样式设定

05_\(\LaTeX{}\) 之排版样式设定

目录

• 05_\(\LaTeX{}\) 之排版样式设定
  • 字体和字号
    • 字体样式
    • 字号
    • 选用字体宏包
    • 字体编码
    • 使用 fontspec 宏包更改字体
    • 在 ctex 宏包或文档类中更改中文字体
    • 使用 unicode-math 宏包配置 Unicode 数学字体
  • 文字装饰和强调
  • 段落格式和间距
    • 长度和长度变量
    • 行距
    • 段落格式
    • 水平间距
    • 垂直间距
  • 页面和分栏
    • 利用 geometry 宏包设置页面参数
    • 页面内容的垂直对齐
    • 分栏
  • 页眉页脚
    • 基本的页眉页脚样式
    • 手动更改页眉页脚的内容
    • fancyhdr 宏包

本文主体内容来自一份 (不太) 简短的 LATEX2ε 介绍。

本章内容将一览如何修改 \(\LaTeX{}\) 的排版样式。

字体和字号

\(\LaTeX{}\) 根据文档的逻辑结构（章节、脚注等）来选择默认的字体样式以及字号。需要更改字体样式或字号的话，可以使用 下表 中列出的命令。

字体样式

\(\LaTeX{}\) 提供了两组修改字体的命令，见上表。其中诸如 \bfseries 形式的命令将会影响之后所有的字符，如果想要让它在局部生效，需要用花括号分组，也就是写成\bfseries <some text> 这样的形式；对应的 \textbf 形式带一个参数，只改变参数内部的字体，更为常用。

在公式中，直接使用\textbf 等命令不会起效，甚至报错。\(\LaTeX{}\) 提供了修改数学字母样式的命令，如 \mathbf 等。

字号

字号命令实际大小依赖于所使用的文档类及其选项。下表列出了这些命令在标准文档类中的绝对大小，单位为 pt。

使用字号命令的时候，通常也需要用花括号进行分组，如同 \rmfamily 那样。

\(\LaTeX{}\) 还提供了一个基础的命令 \fontsize 用于设定任意大小的字号：

\fontsize{<size>}{<base line-skip>}

\fontsize 用到两个参数，<size> 为字号，<base lineskip> 为基础行距。表 \ref{tbl:ptsizes} 中的命令也都各自设定了与字号对应的基础行距，大小为字号的 1.2 倍。如果不是在导言区，\fontsize 的设定需要 \selectfont 命令才能立即生效，而表 5.2 的字号设定都是立即生效的。

选用字体宏包

下表 列出了较为常用的字体宏包，其中相当多的宏包还配置了数学字体，或者文本、数学字体兼而有之。

字体编码

常见的正文字体编码有 \(\texttt{OT1}\) 和 \(\texttt{T1}\) 等。\LaTeX{} 默认使用兼容 plainTeX 的 \(\texttt{OT1}\) 编码，使用起来有诸多限制：高德纳在设计 Computer Modern 字体时认为一些符号，如大于号、小于号等，原则上都应该在公式里出现，所以在正文字体里这些符号所在的位置被其它符号所占据（\(\texttt{OT1}\) 字体编码、\(\texttt{rmfamily}\) 和 \(\texttt{sffamly}\) 字体族下， \(\texttt<\) 和 $\texttt> $ 排版 \(!\) 和 \(¿\) 两个倒立的标点符号，正常的大于号和小于号可用命令 \textgreater 和 \textless 输入；\(\texttt{ttfamily}\) 字体族下是正常的大于号和小于号）。扩展的 \(\texttt{T1}\) 字体编码则更加靠近 ASCII 文本编码，不会出现上述的大于号、小于号的问题。

切换字体编码要用到 fontenc 宏包：

\usepackage[T1]{fontenc}

如果使用 \(\texttt{xelatex}\) 编译方式，并使用 fontspec 宏包调用 \(\texttt{ttf}\) 或 \(\texttt{otf}\) 格式字体，就不要再使用 fontenc 宏包。

使用 fontspec 宏包更改字体

\(\texttt{xelatex}\) 和 \(\texttt{lualatex}\) 编译命令能够支持直接调用系统和 \(\TeX{}\) 发行版中的 \(\texttt{.ttf}\) 或 \(\texttt{.otf}\) 格式字体(Linux 下的 TeXLive 为了令 XeTeX 使用 OpenType 字体，需要额外的配置）。相比于前文介绍的字体宏包，我们有了更多自由修改字体的余地。

\(\texttt{xelatex}\) 和 \(\texttt{lualatex}\) 命令下支持用户调用字体的宏包是 fontspec。宏包提供了几个设置全局字体的命令，设置 \rmfamily 等对应命令的默认字体：

\setmainfont{<font name>}[<font features>] \\
\setsansfont{<font name>}[<font features>] \\
\setmonofont{<font name>}[<font features>]

其中 <font name> 使用字体的文件名（带扩展名）或者字体的英文名称。<font features> 用来手动配置对应的粗体或斜体，比如为 Windows 下的无衬线字体 Arial 配置粗体和斜体（通常情况下自动检测并设置对应的粗体和斜体，无需手动指定）：

\setsansfont{Arial}[BoldFont={Arial Bold}, ItalicFont={Arial Italic}]

<font features> 还能配置字体本身的各种特性，这里不再赘述，感兴趣的读者请参考 fontspec 宏包的帮助文档。

需要注意的是，fontspec 宏包会覆盖数学字体设置。需要调用 上表 中列出的一些数学字体宏包时，应当在调用 fontspec 宏包时指定 \(\texttt{no-math}\) 选项。fontspec 宏包可能被其它宏包或文档类（如 ctex 文档类）自动调用时，则在文档开头的 documentclass 命令里指定 $\texttt{no-math} $选项。

在 ctex 宏包或文档类中更改中文字体

前文已经介绍过的 ctex 宏包或文档类提供了和fontspec 宏包非常类似的语法设置中文字体(使用 \(\texttt{xelatex}\) 编译时，这几个命令实际上由 xeCJK 宏包提供；使用 \(\texttt{lualatex}\) 编译时，则是由 ctex 宏包或文档类对 luatexja 宏包提供的类似命令进行额外封装)。：

\setCJKmainfont{<font name>}[<font features>] \\
\setCJKsansfont{<font name>}[<font features>] \\
\setCJKmonofont{<font name>}[<font features>] 

由于中文字体少有对应的粗体或斜体，<font features> 里多用其他字体来配置，比如在 Windows 中设定基本字体为宋体，并设定对应的 \(\texttt{BoldFont}\) 为黑体， \(\texttt{ItalicFont}\) 为楷体：

\setCJKmainfont{SimSun}[BoldFont=SimHei, ItalicFont=KaiTi]

使用 unicode-math 宏包配置 Unicode 数学字体

Unicode 数学字体是一类 OpenType 字体，包含了 Unicode 字符集中的数学符号部分，字体中也设定了数学公式排版所需的一些参数。在 \(\texttt{xelatex}\) 或者 \(\texttt{lualatex}\) 编译命令下，借助 unicode-math 宏包可以调用 Unicode 数学字体配置数学公式的字体风格。

在导言区使用\usepackage{unicode-math} 后，使用 \setmathfont 命令即可：

\setmathfont{<font name>}[<font features>] 

绝大多数时候，只需要给定字体名称 <font name> 即可。Unicode 数学字体相比于正文字体的选择余地不多。下表 给出了较为常用的 Unicode 数学字体。

文字装饰和强调

强调文字的方法，或者是添加下划线等装饰物，或者是改变文字的字体。

\(\LaTeX{}\) 定义了 \underline 命令用来为文字添加下划线：

An \underline{underlined} text.

\[An \ \underline{underlined} \ text. \]

\underline 命令生成下划线的样式不够灵活，不同的单词可能生成高低各异的下划线，并且无法换行。ulem 宏包提供了更灵活的解决方案，它提供的 \uline 命令能够轻松生成自动换行的下划线：

前一节介绍了 \emph 命令，它将文字变为斜体以示强调，而如果在已强调的文字中嵌套使用 \emph 命令，命令内则使用直立体文字：

Some \emph{emphasized words,
including \emph{double-emphasized}
words}, are shown here.

段落格式和间距

长度和长度变量

在本节首先统一介绍长度和长度变量。长度的数值 <length> 由数字和单位组成。常用的单位见下表。

在一些情况下还会用到可伸缩的“弹性长度”，如 \(\texttt{12pt plus 2pt minus 3pt}\) 表示基础长度为 \(\texttt{12pt}\)，可以伸展到 \(\texttt{14pt}\)，也可以收缩到 \(\texttt{9pt}\)。
也可只定义 \(\texttt{plus}\) 或者 \(\texttt{minus}\) 的部分，如 \(\texttt{0pt plus 5pt}\)。

长度的数值还可以用长度变量本身或其倍数来表达，如 \(\texttt{2.5\\parindent}\) 等。

\(\LaTeX{}\) 预定义了大量的长度变量用于控制版面格式。如页面宽度和高度、首行缩进、段落间距等。如果需要自定义长度变量，需使用如下命令：

\newlength{\<length command>}

长度变量可以用 \cmd{setlength} 赋值，或用 \cmd{addtolength} 增加长度：

\setlength{\<length command>}{<length>} 
\addtolength{\<length command>}{<length>}

行距

前文中我们提到过 \fontsize 命令可以为字号设定对应的行距，但很少那么用。更常用的办法是在导言区使用 \linespread 命令。

\linespread{<factor>}

其中 <factor> 作用于基础行距而不是字号。缺省的基础行距是 1.2 倍字号大小（参考 \fontsize 命令），因此使用 \linespread{1.5} 意味着最终行距为 1.8 倍的字号大小。

如果不是在导言区全局修改，而想要局部地改变某个段落的行距，需要用 \selectfont 命令使 \linespread 命令的改动立即生效：

字号的改变是即时生效的，而行距的改变直到文字分段时才生效。如果需要改变某一部分文字的行距，那么不能简单地将文字包含在花括号内。注意下面两个例子中 \par 命令的位置：

段落格式

以下长度分别为段落的左缩进、右缩进和首行缩进：

\setlength{\leftskip}{<length>}  
\setlength{\rightskip}{<length>}
\setlength{\parindent}{<length>}

它们和设置行距的命令一样，在分段时生效。

控制段落缩进的命令为：

\cmd{indent} 
\cmd{noindent}

\(\LaTeX{}\) 默认在段落开始时缩进，长度为用上述命令设置的 parindent。如果需要在某一段不缩进，可在段落开头使用\noindent 命令。相反地，\indent 命令强制开启一段首行缩进的段落。在段落开头使用多个 \indent 命令可以累加缩进量。

\(\LaTeX{}\) 还默认在 \chapter、\section 等章节标题命令之后的第一段不缩进(ctex 宏包和文档类默认按照中文习惯保持标题后第一段的首行缩进)。如果不习惯这种设定，可以调用 indentfirst 宏包，令第一段的首行缩进照常。

段落间的垂直间距为 parskip，如设置段落间距在 \(\texttt{0.8ex}\) 到 \(\texttt{1.5ex}\) 变动：

\setlength{\parskip}{1ex plus 0.5ex minus 0.2ex}

水平间距

\(\LaTeX{}\) 默认为将单词之间的“空格”转化为水平间距。如果需要在文中手动插入额外的水平间距，可使用 \hspace 命令：

\hspace 命令生成的水平间距如果位于一行的开头或末尾，则有可能因为断行而被舍弃。可使用 \hspace* 命令代替\hspace 命令得到不会因断行而消失的水平间距。

命令 \stretch{<n>} 生成一个特殊弹性长度，参数 <n> 为权重。它的基础长度为 0pt，但可以无限延伸，如果同一行内出现多个 \stretch{<n>}，这一行的所有可用空间将按每个 \stretch 命令给定的权重 <n> 进行分配。

命令 \fill 相当于 \stretch{1}(注意不要用 \(\texttt{1.5\\fill}\) 这样的用法，它生成的长度只有基础长度 0pt 而没有延伸部分)。

在正文中用 \hspace 命令生成水平间距时，往往使用 \(\texttt{em}\) 作为单位，生成的间距随字号大小而变。在数学公式中见过 \quad 和 \qquad 命令，它们也可以用于文本中，分别相当于 \hspace{1em} 和 \hspace{2em}：

垂直间距

在页面中，段落、章节标题、行间公式、列表、浮动体等元素之间的间距是 \(\LaTeX{}\) 预设的。比如 \parskip，默认设置为 \(\texttt{0pt plus 1pt}\)。

如果我们想要人为地增加段落之间的垂直间距，可以在两个段落之间的位置使用 \vspace 命令：

\vspace 命令生成的垂直间距在一页的顶端或底端可能被“吞掉”，类似 \hspace 在一行的开头和末尾那样。对应地，\vspace* 命令产生不会因断页而消失的垂直间距。\vspace 也可用 \stretch}设置无限延伸的垂直长度。

在段落内的两行之间增加垂直间距，一般通过给断行命令 \\ 加可选参数，如 \\[6pt] 或 \\*[6pt]。
\vspace 也可以在段落内使用，区别在于 \vspace 只引入垂直间距而不断行：

另外 \(\LaTeX{}\) 还提供了\bigskip, \medskip, \smallskip 来增加预定义长度的垂直间距。

页面和分栏

\(\LaTeX{}\) 允许用户通过为文档类指定选项来控制纸张的大小，包括 \(\texttt{a4paper}\)、\(\texttt{letterpaper}\)等等，并配合字号设置了适合的页边距。

控制页边距的参数由 下图 里给出的各种长度变量控制。可以用 \setlength 命令修改这些长度变量，以达到调节页面尺寸和边距的作用；反之也可以利用这些长度变量来决定排版内容的尺寸，如在 \(\texttt{tabularx}\) 环境或 \includegraphics 命令的参数里，设置图片或表格的宽度为 0.8\textwidth。

页边距等比较直观的参数则必须间接设置。根据 上图 将各个方向的页边距计算公式给出（以奇数页为例）：

如果需要设置合适的 <left-margin> 和 <right-margin>，就要通过上述方程组把\oddsidemargin 和 \textwidth 等参数解出来！

幸好 geometry 宏包提供了设置页边距等参数的简便方法，能够帮我们完成背后繁杂的计算。

利用 geometry 宏包设置页面参数

geometry 宏包的调用方式类似于 graphicx，在 \(\texttt{latex}\) + \(\texttt{dvipdfmx}\) 命令下需要指定选项 \(\texttt{dvipdfm}\) 或 \(\texttt{dvipdfmx}\)；\(\texttt{pdflatex}\) 和 \(\texttt{xelatex}\) 编译命令下不需要。

既可以调用 geometry 宏包，然后用其提供的 \geometry命令设置页面参数：

\usepackage{geometry}
\geometry{<eometry-settings>}

也可以直接在宏包选项中设置：

\usepackage[<geometry-settings>]{geometry}

其中 <geometry-settings> 多以 <key>=<value> 的形式组织。

比如，符合 Microsoft Word 习惯的页面设定是 A4 纸张，上下边距 1 英寸，左右边距 1.25 英寸，于是我们可以通过如下两种等效的方式之一设定页边距：

\geometry{a4paper,left=1.25in,right=1.25in,top=1in,bottom=1in}
% or like this:
\geometry{a4paper,hmargin=1.25in,vmargin=1in}

又比如，需要设定周围的边距一致为 1.25 英寸，可以用更简单的语法：

\geometry{margin=1.25in}

对于书籍等双面文档，习惯上奇数页右边、偶数页左边留出较大的页边距，而靠近书脊一侧的奇数页左边、偶数页右边页边距较小。可以这样设定：

\geometry{inner=1in,outer=1.25in}

需要指出的是，通过 geometry 宏包设置的纸张大小是输出 PDF 文件的真实大小，而在文档类选项中设置的参数实际上只影响输出区域。geometry 宏包还能够修改页眉页脚高度、边注宽度等参数，并且能比较好地处理各参数之间的依赖关系。更详细的用法不再赘述，感兴趣的用户可查阅其帮助文档。

页面内容的垂直对齐

\(\LaTeX{}\) 默认将页面内容在垂直方向分散对齐。对于有大量图表的文档，许多时候想要做到排版匀称的页面很困难，垂直分散对齐会造成某些页面的垂直间距过宽，还可能报大量的 \(\texttt{Underfull \\vbox}\) 警告。\(\LaTeX{}\) 还提供了另一种策略：将页面内容向顶部对齐，给底部留出高度不一的空白。

以下命令分别令页面在垂直方向向顶部对齐/分散对齐：

\raggedbottom
\flushbottom

分栏

\(\LaTeX{}\) 支持简单的单栏或双栏排版。标准文档类的全局选项 \(\texttt{onecolumn}\)、\(\texttt{twocolumn}\) 可控制全文分单栏或双栏排版。\(\LaTeX{}\) 也提供了切换单/双栏排版的命令：

\onecolumn
\twocolumn[<one-column top material>]

\twocolumn 支持带一个可选参数，用于排版双栏之上的一部分单栏内容。

切换单/双栏排版时总是会另起一页（\clearpage）。在双栏模式下使用 \newpage 会换栏而不是换页；\clearpage 则能够换页。

双栏排版时每一栏的宽度为 \columnwidth，它由\textwidth 减去 \columnsep 的差除以 2 得到。两栏之间还有一道竖线，宽度为 \columnseprule，默认为零，也就是看不到竖线。

一个比较好用的分栏解决方案是 multicol，它提供了简单的 \(\texttt{multicols}\) 环境自动产生分栏，如以下环境将内容分为 3 栏：

\begin{multicols}{3}
...
\end{multicols}

multicol 宏包能够在一页之中切换单栏/多栏，也能处理跨页的分栏，且各栏的高度分布平衡。但代价是在 \(\texttt{multicols}\) 环境中无法正常使用 \(\texttt{table}\) 和 \(\texttt{figure}\) 等浮动体环境，它会直接让浮动体丢失。multicols 环境中只能用跨栏的 \(\texttt{table*}\) 和 \(\texttt{figure*}\) 环境，或者用 float 宏包提供的 \(\texttt{H}\) 参数固定浮动体的位置。

页眉页脚

基本的页眉页脚样式

\(\LaTeX{}\) 中提供了命令 \pagestyle 来修改页眉页脚的样式：

\pagestyle{<page-style>}

命令 \thispagestyle 只影响当页的页眉页脚样式：

\thispagestyle{<page-style>}

<page-style> 参数为样式的名称，在 \(\LaTeX{}\) 里预定义了四类样式，见 下表。

其中 \(\texttt{headings}\) 的情况较为复杂：

• \(\texttt{article}\) 文档类，\(\texttt{twoside}\) 选项: 偶数页为页码和节标题，奇数页为小节标题和页码；
• \(\texttt{article}\)文档类，\(\texttt{oneside}\) 选项: 页眉为节标题和页码；
• \(\texttt{report}\) 和 \(\texttt{book}\) 文档类，\(\texttt{twoside}\) 选项: 偶数页为页码和章标题，奇数页为节标题和页码；
• \(\texttt{report}\) 和 \(\texttt{book}\) 文档类，\(\texttt{oneside}\) 选项: 页眉为章标题和页码。

\pagenumbering 命令令我们能够改变页眉页脚中的页码样式：

\pagenumbering{<style>}

<style> 为页码样式，默认为 \(\texttt{arabic}\)（阿拉伯数字），还可修改为 \(\texttt{roman}\)（小写罗马数字）、\(\texttt{Roman}\)（大写罗马数字）等。注意使用 \pagenumbering 命令后会将页码重置为 1。\(\texttt{book}\) 文档类的 \frontmatter 和 \mainmatter 内部就使用了 \pagenumbering 命令切换页码样式。

手动更改页眉页脚的内容

对于 \(\texttt{headings}\) 或者 \(\texttt{myheadings}\) 样式，\(\LaTeX{}\) 允许用户使用命令手动修改页眉上面的内容，特别是因为使用了 \chapter* 等命令而无法自动生成页眉页脚的情况：

\markright{<right-mark>}
\markboth{<left-mark>}{<right-mark>}

在双面排版、\(\texttt{headings}\) 或 \(\texttt{myheadings}\) 页眉页脚样式下，<left-mark> 和 <right-mark> 的内容分别预期出现在左页（偶数页）和右页（奇数页）。
事实上 \chapter 和 \section 等章节命令内部也使用 \markboth 或者 \markright 生成页眉。

\(\LaTeX{}\) 默认将页眉的内容都转为大写字母。如需要保持字母的大小写，可以尝试以下代码（但是这不能改变页眉的斜体样式\slshape，斜体定义在 \(\texttt{headings}\) 样式里的。如不喜欢斜体，可在 markboth 等命令参数里先使用 \normalfont，再使用想要的字体样式命令，或直接尝试使用 fancyhdr 宏包)：

\renewcommand\chaptermark[1]{%\markboth{Chapter \thechapter\quad #1}{}}
\renewcommand\sectionmark[1]{%\markright{\thesection\quad #1}}

其中 \thechapter、\thesection 等命令为章节计数器的数值。注意以上代码适用于 \(\texttt{report}\) 和 \(\texttt{book}\) 文档类；对于 \(\texttt{article}\) 文档类，与两个页眉相关的命令分别为 \sectionmark 和 \subsectionmark。

fancyhdr 宏包

fancyhdr 宏包改善了页眉页脚样式的定义方式，允许将内容自由安置在页眉和页脚的左、中、右三个位置，还为页眉和页脚各加了一条横线。

fancyhdr 自定义了样式名称 \(\texttt{fancy}\)。使用 fancyhdr 宏包定义页眉页脚之前，通常先用 \pagestyle{fancy} 调用这个样式。在 fancyhdr定义页眉页脚的命令为：

\fancyhf[<position>]{...}
\fancyhead[<position>]{...}
\fancyfoot[<position>]{...}

其中 <position> 为 L（左）/ C（中）/ R（右）以及与 O（奇数页）/ E（偶数页）字母的组合。\fancyhf 用于同时定义页眉和页脚，习惯上使用 \fancyhf{} 来清空页眉页脚的设置。

下面的源代码 给出了 fancyhdr 基础用法的一个示例，效果为将章节标题放在和 headings 一致的位置，但使用加粗格式；页码都放在页脚正中；修改横线宽度，“去掉”页脚的横线。

fancyhdr 还支持用 \fancypagestyle 为自定义的页眉页脚样式命名，或者重新定义已有的样式如 \(\texttt{plain}\) 等：

% 自定义 myfancy 样式
\fancypagestyle{myfancy}{%\fancyhf{}\fancyhead{...}\fancyfoot{...}
}
% 使用样式
\pagestyle{myfancy}

更多用法请参考 fancyhdr 宏包的帮助文档。