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tags: LaTeX, markdown, R, 排版
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# 快速上手數學報告(0) - LaTeX 你會用到跟不會用到的種種工具

[TOC]

***==注意!== 這裡面的解釋簡化了許多東西，並非正確說法，有需要近一步學習請至各大網站學習***

## $\LaTeX$ 概述

$\LaTeX$ 是甚麼？

- `.tex` 檔：$\LaTeX$ 是一種[==**標記語言**==](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BD%AE%E6%A0%87%E8%AF%AD%E8%A8%80)，意思是： $\LaTeX$ 這種 ==**語法**==，是用來在[==**純文字檔案**==](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%96%87%E6%9C%AC%E6%96%87%E4%BB%B6)中，標記文字排版[^1]格式，供能執行此語法的排版軟體進行排版，雖然是純文字檔，為了相關軟體辨識方便，一般附檔名會改成 `.tex`，跟 `.csv`, `.html`, `.css` 這些常見的文檔是一樣的道理
- $\LaTeX$ 套件：把 $\LaTeX$ 文件變成排版後的可印刷文件(例如：PDF)的軟體，這個輸出的過程叫做 ==**編譯**==
- $\LaTeX$ 編輯器：所有的編輯器[^2]都能編輯 `.tex` 檔，可以幫助你執行$\LaTeX$ 套件將 `.tex`文件輸出成長得像論文的 `.pdf`，也有專門的 $\LaTeX$ 編輯器，能做到一站式作業

> 使用 $\LaTeX$ 時請務必記得這三個是分開的，要製造 `.tex` 文檔不一定非要某幾個特定編輯器，同一個編輯器也可以透過不同的套件對文檔編譯

### 要學甚麼？(依個人主觀優先順序排序)

0. 計算機概論，尤其是檔案格式這件事情(至少要理解附檔名、純文字檔、命令列軟體、使用者介面這些事情)

1. 數學式寫法： $\LaTeX$ 數學式表達已經幾乎是通用標準，就算你只是用 MS Word 開方程式編輯器，也可以貼上 $\LaTeX$ 數學式並轉換(2016版某次更新之後)，不熟時可使用這個網站輔助 https://www.codecogs.com/latex/eqneditor.php
2. 符號：不用特別背，但要觀察其命名邏輯，符號表 http://tug.ctan.org/info/symbols/comprehensive/symbols-a4.pdf
3. 語法結構：可參考 http://www.cs.nthu.edu.tw/~cherung/teaching/2009cs5321/link/latex.pdf (還有很多教學網站資料)
4. BiBTeX：寫論文要管理文獻用
5. Beamer：做簡報用，教學可見[維基百科](https://zh.wikipedia.org/wiki/Beamer_(LaTeX))給的連結

### $\LaTeX$ 軟體表

#### 編輯器

##### 程式編輯器+外掛

可自我訂製功能，可以整合其他程式碼，且多數編輯器 Win、Mac、Linux 平台都有，但缺點就是 $\LaTeX$ 相關功能陽春

- [Vim](https://vim.sourceforge.io/) ([Vim-LaTeX](http://vim-latex.sourceforge.net/))：開源免費難學、老牌、執行效率快，高手向，初學勿碰，鄙視下面的使用者
- [Emacs](https://www.gnu.org/software/emacs/) ([AUC$\TeX$](http://www.gnu.org/software/auctex/)) ：開源免費難學、老牌、執行效率快，高手向，初學勿碰，鄙視上面的使用者
- ==[VS Code](https://code.visualstudio.com/)== ([LaTeX Workshop](https://marketplace.visualstudio.com/items?itemName=James-Yu.latex-workshop))：開源免費易學、執行效率普普、外掛很多樣，微軟老大維護，推薦使用，但會被其他使用者鄙視
- [Sublime Text](https://www.sublimetext.com/) ([LaTeXTools](https://latextools.readthedocs.io/))：半付費易學，執行效率果粉碼農吹爆，介面漂亮，功能強大，但更新社群不活躍
- [Atom](https://atom.io/) ([LaTeX Package](https://atom.io/packages/latex))：開源免費易學、執行效率很差、外掛很多樣，GitHub 社群護航

##### 正規 $\LaTeX$ 編輯器：

- [WinEdt](www.winedt.com/) (Windows)：要錢免談
- ==[TeXmaker](http://www.xm1math.net/texmaker/)== (Windows, Mac OS, Linux)：免費易學、介面漂亮，一般推薦這個
- ==[TeXstudio](https://www.texstudio.org/)== (Windows, Mac OS, Linux)：免費易學、介面不漂亮但功能比上一個齊全(尤其是多重選取編輯)，一般推薦這個
- [LyX](https://www.lyx.org/) (Windows, Mac OS, Linux)：免費易學、介面不漂亮，像老版的 Word 可以做到所見即所得
- [Scientific Word](https://www.mackichan.com/index.html?products/snb.html~mainFrame) (Windows, Mac OS)：要錢、介面有點老，像老版的 Word 可以做到所見即所得(有點非正統)

#### 套件

- [MiKTeX](https://miktex.org/)：僅限 Windows，個人經驗，安裝時請用 [Net Installer](https://miktex.org/download) 安裝所有 Package 比較省事，不然後面 Package 缺東缺西的很麻煩。
- [TeX Live](https://www.tug.org/texlive/)： Win、Mac、Linux 平台都有

> 假如你兩個套件都安裝了，前一節敘述的編輯器都能設定要用哪個套件編譯

#### 網站服務

好處在於不用安裝，壞處在於沒有安裝

- [Overleaf](https://www.overleaf.com/)：最大牌，免費僅限一個專案，最近剛吃掉 ShareLaTeX 所以不提 ShareLaTeX
- [papeeria](https://www.papeeria.com)
- [latexbase](https://latexbase.com)

### 其他輔助軟體、網站

- [Inkscape](https://inkscape.org/zh-hant/)：向量圖編輯軟體，主要是畫流程圖用的，免費
- [JabRef](http://www.jabref.org/)：BiBTeX 軟體，編 reference 用，免費
- [Table Generator](http://www.tablesgenerator.com/)：表格產生器(推薦!)

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## 不碰 $\LaTeX$ 的方法

### Markdown + pandoc + 開源軟體 = 無痛輸出 $\LaTeX$

[Markdown](https://markdown.tw/) 是易讀性最高的標記語言，其原始碼跟一般純文字電子郵件沒甚麼兩樣其基本語法如下

# 1階標題
## 2階標題
### 3階標題
#### 4階標題
##### 5階標題
###### 6階標題

內文
	
下一個段落的內文(空一行)
    下一個層級的內文
        再下一個層級的內文
		同級內文不分行(會有空格)

- 無序項目
- 無序項目
	- 下一個層級無序項目

1. 有序項目(第一個可指定開始序號例如0.)
3. 除第一項不需要順序，編譯時電腦會幫你自動排序
	2. 下一個層級有序項目
	- 同層級無序項目(可以混編)

[連結](連結URL)

$行內數學式$

$$
數學式
$$

> ==**注意!**== Markdown 的功能陽春，很多團體製作的 Markdown App 會支援擴展語法，詳細還需看各家設定，我上面列的是多數廠家支援的格式

[pandoc](https://pandoc.org/) 是一個標記語言轉換軟體，假如你安裝 R 的免費 IDE - [R Studio](https://www.rstudio.com/) 會因為裡面有 [Rmarkdown](https://rmarkdown.rstudio.com/) 而順便安裝，但還是建議自行更新到最新版

真正厲害的地方在於，pandoc + Markdown 的組合可以很快速的生出各種標記語言的文本，以至於眾多開發者開始使用 Markdown 作為個人知識庫使用，加上 GitHub 要求用 Markdown 寫 Readme，所以很多自由軟體專案都在開發基於這個組合的各種軟體，那這個事實如何有助於我們寫 $\LaTeX$ 論文呢？

我們可以先去找一個 Markdown 軟體，長得有點像 Word，先打好草稿，再轉成 `.tex` 文件，丟給 $\LaTeX$ 編輯器去調整模板最後輸出

### [懶人包]現在的工作流程(以Win10機器為例)

#### 安裝篇

1. 安裝 Rmarkdown
1. 安裝 R：網址為 https://www.r-project.org/
2. 安裝 RStudio：網址為 https://www.rstudio.com/
3. 安裝 rmarkdown、devtools 套件：
- 在 R 中安奘 rmarkdown

        install.packages("rmarkdown")

- 在 R 使用 devtools 套件至 GitHub 更新 rmarkdown

        install.packages("devtools") #如果以前沒有安裝 devtools
        devtools::install_github("rstudio/rmarkdown")

4. 安裝 rticles：在 R 中執行

   	  devtools::install_github("rstudio/rticles")

2. 安裝 $\LaTeX$ 環境
1. 安裝 MiKTeX：請使用 64-bit Net Installer 先下載完整包裝再安裝(很大，約 2GB 左右)，網址：http://miktex.org/
2. 安裝 Texmaker：非必要，只是順便，網址：http://www.xm1math.net/texmaker/
3. 安裝 Pandoc：用來轉換 Markdown 至 \LaTeX ，網址：http://pandoc.org/
3. 設定 RStudio
1. 開啟 RStudio 。
2. Tools -> Global options -> Sweave
- Weave Rnw file using: **Knitr**
- Typeset LaTex into PDF using: **XeLaTex**(才能支援 UTF-8 中文)
4. 在 R 中安裝 SASmarkdown (為了SAS作業)

   install.packages("SASmarkdown")

5. 安裝 VS Code(修文字檔好用)、[typora](https://typora.io/)(類Word Markdown編輯器)
6. 製作 rmarkdown 用的 $\LaTeX$ 預載設定檔(存成 `.tex`)
目前我用的如下：

   % Set CJK
   \usepackage{fontspec}
   \usepackage{xeCJK}
   \setCJKmainfont{標楷體} %設定中文為系統上的字型，而英文不去更動，使用原TeX字型
   \XeTeXlinebreaklocale "zh"
   \XeTeXlinebreakskip = 0pt plus 1pt %這兩行一定要加，中文才能自動換行
   
   % SAS
   
   \usepackage{statrep}

要指定載入這些檔頭，需在 rmarkdown 的檔頭 yaml(用兩行 `---` 隔出來的區域) 中的 `output: pdf_document:`中加入(從第3行開始)：

   output:
     pdf_document:
       includes:
         in_header: 檔案路徑/檔案名稱.tex

(同資料夾下可省略 `檔案路徑/`)

#### 作業篇

不需要程式的文件

1. 文本先用 typora 打草稿 (有時直接省略)
2. 用 typora 匯出成 `.tex` 檔
3. 用 Texmaker 開 .tex 調整版型輸出 PDF

需要程式的文件

1. 程式碼先用 VS Code 打草稿 (有時直接省略)
2. 程式碼以 RStudio 或 SAS 執行確認成果
3. 文本用 typora 打草稿 (有時直接省略)
4. 以 RStudio 將草稿與程式碼以 rmarkdown 整合
5. 設定輸出保留 .tex 檔，輸出觀察 PDF，如需調整版型用 Texmaker 開 .tex 調整，輸出 PDF

#### 一些小撇步

1. 你可以在供 Pandoc 轉換的 markdown 裡面使用 $\LaTeX$ 或 html 指令：大致上都會直接在轉碼上保留
2. markdown 給的表格語法不堪使用，$\LaTeX$ 難以閱讀管理，這時請愛用 http://www.tablesgenerator.com/
3. 習慣用英文搜尋你的排版問題，因為多數的解答都是英文

最後，這篇文章用 typora 打草稿並上傳至 HackMD，要看 markdown 原始碼的可以點開看

[^1]: 排版：置中、斜體、項目符號等等你在 Word 裡面按按鈕調整外觀的東西etc. 詳情可參見[維基百科](https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%8E%92%E7%89%88)
[^2]: 編輯器(editor)：指的是以程式碼編輯為核心功能的純文字檔編輯器，相較於 IDE 比較單純