一些科研写作LaTeX宏包

ACM的出版系统TAPS有一个可接受的LaTeX宏包列表，在提交最终版时，手稿必须只使用其中的宏包。 最近研究了一下其中一部分宏包，感觉其中有一些宏包还是挺有用的，在此记录一下。

AMS数学宏包

我不止一次地打开过一个关于每个AMS宏包作用的讨论，因为每次看完就忘记，大致关系如下：

• amsmath：提供各类数学公式的环境和命令；
• amsthm：主要用于定义类似定理、定义等环境；
• amssymb：提供了额外的数学符号，例如常用的\mathbb字体；
• amsfonts：提供了额外的数学字体，会被amssymb加载。

奇怪的指示函数\mathbb{1}

在使用acmart模板时，经常发现用\mathbb{1}来表示指示函数的时候会显示出另一个奇怪的符号，是amssymb宏包中的\nVdash符号。 在看其他人的手稿时我也发现过这个问题。 Stack Overflow上的相关讨论中提到，\mathbb命令只提供了针对大写字母的黑板粗体字体，而数字不会被视为大写字母。 讨论中的一些相关链接提到了一些解决方法，例如使用bbm和doublestroke宏包来打印指示函数，但可惜这两个宏包都不在TAPS的可接受宏包列表中。 提到的另一种可以兼容于TAPS系统的解决方法是加载stix2字体中的指示函数符号，直接在preamble中添加:

\DeclareFontFamily{U}{stix2bb}{}
\DeclareFontShape{U}{stix2bb}{m}{n} {<-> stix2-mathbb}{}
\NewDocumentCommand{\indicator}{}{\text{\usefont{U}{stix2bb}{m}{n}1}}

伪代码宏包

LaTeX中有很多个名字中带有algorithm的宏包，都是用于展示伪代码和算法的，相关的讨论我也打开过不止一次，大致关系如下：

• algorithm：提供算法浮动体环境；
• algorithmic、algorithmicx：两种不同的伪代码排版系统，提供不同的命令来展示算法伪代码，其中algorithmicx是对algorithmic的增强，提供了更多的命令和功能，例如自定义命令，二者都需要与algorithm宏包配合使用；
• algorithm2e：提供了另一种算法伪代码排版方式，功能强大，不需要配合algorithm宏包使用；
• algpseudocode：自动加载algorithmicx宏包，为其定义了一种类似algorithmic的排版方式，与之类似的提供不同排版风格的宏包还有algcompatible等。

Overleaf的一篇教程对这些宏包的使用有详细的介绍和例子，其中最有价值的部分直接指出了你应该如何使用这些包：“选择以下两种方式之一来编写算法伪代码，两种方式不兼容，不能同时使用”

• 选择algpseudocode、algcompatible、algorithmic中的一个来排版算法主体，并使用algorithm宏包来创建浮动体；
• 使用algorithm2e宏包。

ACM的TAPS系统只接受这些宏包中的algorithm、algorithmic和algorithm2e，所以我现在基本只使用algorithm2e宏包来展示伪代码，简单不用思考，不用去想我是不是还有个宏包没加载（很懒）。

acmart中加载的一些宏包

acmart模板加载的一部分宏包提供了有别于其他模板的排版风格，我在使用IEEE等其他模板时也经常会使用它们：

• balance：用于在双栏文档中平衡两栏的内容，确保页面布局美观；
• booktabs：一种不同的表格排版风格方式，提供\toprule、\midrule和\bottomrule等命令来创建更美观的表格线条；
• caption：自定义图表标题的样式和格式，控制标题的字体；
• cmap：用于处理PDF文档中的字符映射，可以使得pdfLaTeX生成的PDF文档中的字符可以被搜索和复制；
• float：提供了更多的浮动体选项，例如H选项可以强制图表在当前位置显示；
• framed：创建带边框的文本框，一般用来写Research Question的Findings；
• geometry：用于设置页面的边距和布局，可以自定义页面大小、边距等，一般会议和期刊都会提供模板并且不允许修改；
• graphicx：插入图像，基本是必备的宏包；
• hyperref：用于创建PDF文档中的创建超链接和书签；
• hyperxmp：在PDF文件中嵌入作者、关键词、版权等元数据；
• microtype：提供微调排版的功能，可以改善字符间距调整和连字效果；
• natbib：对于\cite命令的重新实现，提供了更多引用样式，与大多数引用管理宏包兼容，会导致参考文献列表样式改变；
• newtxmath：提供与默认的Computer Modern不同字体的数学字体，这也是ACM模板和其他模板数学字体不同的原因；
• pbalance：基于balance宏包的增强版本，目的是加载宏包开箱即用，不需要额外TeX命令；
• xcolor：提供各种颜色支持。

TAPS支持的一些其他宏包

• appendix：用于处理附录的格式和样式，可以创建附录章节并自动编号；
• bm：提供粗体数学符号的支持，可以使用\bm{}命令来加粗数学符号；
• breakurl：用于处理长URL的换行问题，确保在PDF中长链接可以正确显示；
• cleveref：提供智能引用功能，可以自动识别引用的类型（如图、表、章节等），并在引用时添加适当的前缀；
• enumitem:用于自定义列表的样式和格式，可以控制列表的缩进、标签等，经常在压缩篇幅时使用；
• listings：代码高亮，并且可以实现在代码中插入LaTeX命令改变字体颜色等功能；
• makecell：可以创建表格中的单元格，实现单元格内换行和对齐的功能；
• mathtools：提供了更多的数学符号，例如定义符号\coloneqq，以及一些数学公式的增强功能；
• multirow：在表格中创建跨行单元格，非常常用；
• siunitx：用于处理物理量和单位的宏包，提供了统一的格式和样式，我的使用场景一般是\SI{64}{GB}这种有点蠢的写法，还提供了一种新的表格对齐方式S，用于对齐表格中的数字；
• soul：提供删除线、下划线等功能，用于强调文本；
• textcomp：提供额外的文本符号和字体，例如bullet，copyright符号等。