> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://ayakaleaf-pro.ayaka.space/llms.txt). Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://ayakaleaf-pro.ayaka.space/latex/zh-cn/geng-duo-zhu-ti/20-how-tex-macros-actually-work-part-2.md). # TeX 宏究竟如何工作：第 2 部分 [第 1 部分](/latex/zh-cn/geng-duo-zhu-ti/19-how-tex-macros-actually-work-part-1.md) [第 2 部分](/latex/zh-cn/geng-duo-zhu-ti/20-how-tex-macros-actually-work-part-2.md) [第 3 部分](/latex/zh-cn/geng-duo-zhu-ti/21-how-tex-macros-actually-work-part-3.md) [第 4 部分](/latex/zh-cn/geng-duo-zhu-ti/22-how-tex-macros-actually-work-part-4.md) [第 5 部分](/latex/zh-cn/geng-duo-zhu-ti/23-how-tex-macros-actually-work-part-5.md) [第 6 部分](/latex/zh-cn/geng-duo-zhu-ti/24-how-tex-macros-actually-work-part-6.md) ## 引言：一则图片故事 如第1部分所述，TeX 必须“读取”你文件中的每一个字符，而这种读取过程更准确地称为 `.tex` 扫描 *扫描*。传统上，TeX 的输入处理（扫描）常被比作 TeX 拥有一双“眼睛”来观察输入，因此我们将在下面的图示中沿用这一经久不衰的类比。 ### 图1：眼睛已准备就绪 我们假定 TeX 已经从某个 `.tex` 文件中获取了一些输入，并即将处理我们的字符串 `你好，世界 \jobname` ，它包含在一段文本之中。TeX 会依次检查每个字符，并查看其类别码。 ![TeX 的眼睛已准备好扫描一行文本](/files/fcdd7e6f1048de9c4f8bbc5870fcf57530f74ee6) ### 图2：处理类别码 在下一幅图中，我们将以概略方式（更详细内容见下文）看到 TeX 如何对几种不同的类别码作出反应。请注意，总共有 16 种类别码，但为简便起见，我们这里只展示其中三种：11、10 和 0。其他字符码在 TeX 的排版过程中会变得重要，例如构建表格、排版数学公式以及识别宏参数时。 ![TeX 对几种不同类别码的反应](/files/c8dd7f916100f648a6750dc11eea422a9b82edf3) #### 图2说明 在这里，我们考虑的是 TeX 在读取（扫描）构成一段正文的字符时的情况。TeX 会检查每个字符，查看其类别码，并根据类别码以及 TeX 的“模式”（一种基于它当前正在执行什么操作的状态）采取相应行动。 * **（绿色眼睛）** TeX 会看到这些字符中的每一个都具有类别码 11（“字母”），并会将这些字符转发用于排版，作为它正在构建的段落的一部分。然而，TeX 并不会只转发（使用）字符码，而是使用这对数字（字符码，类别码）来计算一个称为 *字符记号* （见下文）。一旦生成了该字符记号，它就会进入 TeX 内部的排版过程/算法。 * **（蓝色眼睛）** TeX 看到一个空格字符（ASCII 32），其类别码为 10（“空白符”）——请注意，正如前面所讨论的，空格（ASCII 32）或任何字符的类别码都很可能在被 TeX 读取之前就已被改成另一个值。 TeX 实际如何处理类别码为 10（“空白符”）的字符，确实会根据 TeX 看到它时所处的位置/时机而有所不同——也就是 TeX 当前的“模式”。例如，有些时候 TeX 会直接跳过它们。在这里，TeX 会知道自己在处理段落文本时检测到了一个类别码为 10 的字符（恰好它是一个空格，ASCII 32），因此最终会把它转换为所谓的词间胶：一种可以伸缩的弹性空白。 * **（红色眼睛）** 这里，TeX 观察到一个具有非常重要类别码的字符：0（转义字符）。 一个转义字符——*任何* 具有类别码 0 的字符——都会告诉 TeX 切换到一种特殊的读取模式，并仔细扫描（读取）后续字符，因为它们标识的是一个 *命令*，而不是要排版的正文。在 TeX 文献中，你会看到术语“command”也被称为 *控制序列*。在看到转义字符后，TeX 会检查其后 *紧跟着的字符*的类别码；这是因为 TeX 识别两种类型的命令： * 叫作多字母命令 *控制词*：紧接在转义字符之后的字符具有类别码 11。所有后续具有类别码 11 的字符都被视为命令名称的一部分。当 TeX 检测到任何一个 *不会* 不具有类别码 11——例如一个类别码为 10 的空格字符——时，TeX 就会停止寻找构成命令名称的字符。 * 叫作单字母命令 *控制符号*：转义字符后紧跟的字符 *不会* 具有类别码 11。 你可以把转义字符看作是触发 TeX 从通常的扫描行为中“跳出”并对接下来的几个字符采用不同方法的开关——红色虚线框所示表明 TeX 将会 **开始扫描命令**. ### 图3：处理类别码 11（“字母”） 在本系列第1部分中，我们提到 TeX 从输入中读取的每个字符都由两个整数来描述： * 字符码：定义字符数值表示的整数； * 类别码：TeX 为可能出现在其输入中的每个字符分配的 0 到 15 之间的值。 TeX 在其处理的下一阶段会使用这两条信息：创建字符记号。 图3是在图2的基础上展开，展示 TeX 对这些类别码为 11（字母）的输入字符所做的事情：它会创建 *字符记号*——TeX 使用该字符的类别码和字符码的组合计算出的整数值。 **注意**：在这个例子中，我们只讨论类别码为 11 的字符，但你应当知道，TeX 也会为其他类别码的输入字符创建记号值——除类别码 0 外，它从不会被转换为记号：转义字符只是充当一个“开关”，用于触发特殊处理。 ![TeX 处理类别码为 11 的字符](/files/33bd70977cc0c9845e91f7ef825a3f33986c0f1f) 下面的图5将展示 TeX 在看到类别码为 0 的字符（转义字符）时会做什么。 #### 图3说明：处理类别码 11（“字母”） 这里，我们将重点关注 **green** 活动：当 TeX 看到类别码为 11（“字母”）的字符时会发生什么。在 TeX 读入一个字符并确定其类别码（这里是 11）之后，TeX 下一步要做的是 *将* 这对数字组合成一个称为字符记号的单一整数：这些记号（整数）会被转发到 TeX 内部排版算法/处理的下一阶段。如前所述，TeX 也会为类别码不是 11 的字符创建字符记号，这里我们只是把类别码 11 作为一个示例。 每个字符记号（一个整数）都会把一个输入字符与该字符所分配到的类别码永久绑定 **在它被 TeX 扫描（读入）时**：这一点对于理解 TeX/LaTeX 宏的行为至关重要。当然，在进一步处理过程中，TeX 有时需要拆分一个字符记号，以确定当初构造该记号时使用的是哪一对（字符码，类别码）。不过，一旦字符被 TeX 的输入（扫描）过程读入，TeX 所计算出的字符记号值就会导致该字符被 *永久* 与其被分配的类别码绑定 *在它被读入时*. **字符记号的计算** TeX 引擎使用一个简单公式来计算字符记号， $$T$$，由类别码为 $$C$$ 以及字符码为 $$A$$: $$T = \text{constant} \times C + A$$ 8 位引擎，如 pdfTeX，使用： $$T = 256\times C + A$$ 支持 Unicode 的引擎，如 XeTeX 或 LuaTeX，必须使用不同的公式，因为在 Unicode 下，字符码可以远大于旧式 8 位 ASCII 编码世界中的最大值 255。例如，XeTeX 使用： $$T= 2^{21}\times C + A \hskip5mm \text{(where } A \text{ is a Unicode character code value)}$$ 再次强调，值得注意的是，类别码为 0 的字符不会被转换为字符记号：类别码 0 在 TeX 的输入过滤中占有非常特殊的位置，它纯粹被用作一个“开关”，以触发 TeX 进入对接下来几个字符的特殊扫描模式。图5将对此进行说明。 ### 图4：处理类别码 10（“空白符”） TeX 对类别码为 10（“空白符”）的字符的处理，取决于当 TeX 在输入中检测到一个类别码为 10 的字符时它当前正在处理什么。在我们的例子中，TeX 正在进行常规的段落处理，而类别码为 10 的空格字符将被转换为词间胶。 ![TeX 处理类别码为 10 的字符](/files/9933ead5eb4ff3f9d8b7649788044e07ca5d2008) TeX 对空格的处理看起来相当古怪，但在 [《TeX by Topic》](http://www.eijkhout.net/texbytopic/texbytopic.html) 的第1章和第2章中可以找到一个很好的概述——作者是 Victor Eijkhout——你可以 [下载免费的 PDF 版本](https://bitbucket.org/VictorEijkhout/tex-by-topic) 通过他的网站。 例如，当 TeX 看到一个类别码为 10 的字符时，有些时候 TeX 会： * 跳过（忽略）它们全部——例如，当 TeX 处于垂直模式时； * 把多个空白符合并成一个空白符——例如在处理段落时会跳过多余空格； * 吸收它们——例如吸收命令名称后面的一个空格； 另外还要注意，有些时候 TeX 也会 *生成* 空格——通过把行尾字符转换为空格。空格字符（任何类别码为 10 的字符）的行为/处理方式，是 TeX 的“怪癖”之一：要熟悉（并习惯）TeX 的这一方面，需要时间和练习。 ### 图5a：处理类别码 0（“转义字符”） 在这幅图中，TeX 已经处理了直到 `\` 字符之前的所有字符，该字符的类别码为 0：即“转义字符”——我们将使用一系列后续图示来展示 TeX 如何处理转义字符并识别命令名称。 ![TeX 处理类别码为 0 的字符](/files/372fa6e5ef469e8102576606e1b8916435a144a4) ### 图5b：寻找命令名称 在这幅图中，我们查看红色虚线框部分（**开始扫描命令**）以了解 TeX 在看到转义字符后会做什么。 ![TeX 正在寻找命令名称](/files/e4659b28300bfb769e171e68f27dd2d181a7aff6) **图5b说明** * 一旦被识别，转义字符就完成了它的工作：它充当了一个开关，并且不再参与任何后续处理——具体来说，它 **不** 被转换为一个字符记号。 * 为方便起见，我们重复一下前面提到的一些细节。在看到转义字符后，TeX 会检查其后 *紧跟着的字符*的类别码；这是因为 TeX 识别两种类型的命令： * * 叫作多字母命令 *控制词*：紧接在转义字符之后的字符具有类别码 11。所有后续具有类别码 11 的字符都被视为构成一个命令（*控制词*）。TeX 会在检测到任何一个 *不会* 不具有类别码 11——例如一个类别码为 10 的空格字符——时，TeX 就会停止寻找构成命令名称的字符。 * 叫作单字母命令 *控制符号*：转义字符后紧跟的字符 *不会* 具有类别码 11。 * 在我们的例子中， `\` 是 `j` 之后的第一个字符是 * （类别码 11），这告诉 TeX 要寻找一个（可能是）由类别码 11 的多个字符组成的命令。TeX 会继续检查更多具有类别码 11 的字符。一旦它检测到任何其他类别码的字符，例如一个类别码为 10 的空格，TeX 就知道命令名称已经结束。为了强调这一点：这里是一个空格字符（类别码 10）“终止”了命令的末尾，但它也可能是任何一个 **没有** 具有类别码 11。 ## 第 3 部分 在第3部分中，我们将从图5b继续，完成这段故事的这一部分——TeX 如何识别一个命令——并接着看它下一步做什么。我们还会更深入地了解 TeX 处理的一些内部方面——其中一部分在第一次阅读时可以跳过，除非你真的喜欢这些细节。 [第 1 部分](/latex/zh-cn/geng-duo-zhu-ti/19-how-tex-macros-actually-work-part-1.md) [第 2 部分](/latex/zh-cn/geng-duo-zhu-ti/20-how-tex-macros-actually-work-part-2.md) [第 3 部分](/latex/zh-cn/geng-duo-zhu-ti/21-how-tex-macros-actually-work-part-3.md) [第 4 部分](/latex/zh-cn/geng-duo-zhu-ti/22-how-tex-macros-actually-work-part-4.md) [第 5 部分](/latex/zh-cn/geng-duo-zhu-ti/23-how-tex-macros-actually-work-part-5.md) [第 6 部分](/latex/zh-cn/geng-duo-zhu-ti/24-how-tex-macros-actually-work-part-6.md) --- # Agent Instructions This documentation is published with GitBook. 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