LaTeX 完整学习笔记 -- 几乎涵盖全部使用方法

LaTeX 完整学习笔记

日期：2026-03-15

一、LaTeX 基础

1.1 什么是 LaTeX？

LaTeX 不是文字处理器（如 Word），而是一个文档排版系统。它使用纯文本 + 标记命令来描述文档结构，类似于 HTML 的工作方式。

核心思想：用命令标记内容的逻辑意义，而非直接设置外观。

1.2 LaTeX vs Word

特性	LaTeX	Word
排版方式	代码 + 编译	所见即所得
公式排版	强大专业	一般
文档一致性	自动保持	手动调整
学习曲线	较陡	较平

1.3 工作流程

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.tex 源文件 → LaTeX 编译器 → PDF 文件

常用编译器：

pdflatex：最常用
lualatex：推荐，支持 Unicode 和大文档
xelatex：支持 Unicode

1.4 特殊字符

字符	用途
`\`	开始命令
`{}`	包裹参数
`%`	注释
`~`	硬空格（禁止换行）
`\\`	换行（慎用）

二、文档基本结构

2.1 最小文档

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% !TEX program=lualatex
\documentclass{ctexart}

\begin{document}
Hello, world!

这是一个简单的中英文混排文档。
\end{document}

2.2 文档组成

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\documentclass{article}          % 文档类（必选）

% ---------- 前言区 ----------
\usepackage{宏包}                 % 加载宏包
自定义命令                       % \newcommand

% ---------- 正文 ----------
\begin{document}
\section{第一节}
\subsection{第一节}
内容正文
\end{document}

2.3 三个区域

导言区 （Preamble）：\documentclass 到 \begin{document} 之间
正文区 ：\begin{document} 到 \end{document} 之间
浮动体环境 ：\begin{}...\end{} 对

三、文档类

3.1 标准文档类

文档类	用途
`article`	短文章，无章节
`report`	长报告，单面打印，支持章节
`book`	书籍，双面打印，支持章节
`letter`	信件
`beamer`	演示文稿

3.2 中文文档类（CTeX）

文档类	用途
`ctexart`	中文文章
`ctexrep`	中文报告
`ctexbook`	中文书籍
`ctexbeamer`	中文幻灯片

3.3 文档类选项

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\documentclass[10pt,twocolumn,a4paper]{article}

常用选项：

字体大小：10pt、11pt、12pt
纸张：a4paper、letterpaper
单/双栏：oneside、twoside、twocolumn
公式左对齐：fleqn
公式编号在左：leqno

四、逻辑结构

4.1 章节命令

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\chapter{章标题}          % book/report（需要章节）
\section{节标题}
\subsection{小节标题}
\subsubsection{小小节}
paragraph{段落标题}
\subparagraph{子段落}

示例：

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\section{第一节}
第一小节内容

\subsection{第一小节}
小节内容

\section{第二节}
第二节内容

4.2 有序列表

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\begin{enumerate}
 \item 第一个条目
 \item 第二个条目
 \item 第三个条目
\end{enumerate}

4.3 无序列表

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\begin{itemize}
 \item 第一个条目
 \item 第二个条目
 \item 第三个条目
\end{itemize}

4.4 嵌套列表

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\begin{enumerate}
 \item 第一层
 \begin{itemize}
  \item 第二层
  \item 第二层
 \end{itemize}
 \item 第一层
\end{enumerate}

建议最多嵌套 4 层

4.5 文本格式化

逻辑标记（推荐）：

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 emph{强调}       % 自动处理嵌套
 textbf{粗体}
 textit{斜体}

视觉标记：

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textit{斜体}     % 总是斜体
textbf{粗体}     % 总是粗体

优先使用逻辑标记，保持内容与样式分离

五、宏包扩展

5.1 加载宏包

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\usepackage{包名}
\usepackage[选项]{包名}

5.2 常用宏包

宏包	用途
`geometry`	页边距设置
`graphicx`	图片插入
`amsmath`	数学公式
`booktabs`	专业表格线
`babel`	语言支持
`ctex`	中文支持
`xcolor`	颜色
`hyperref`	超链接
`natbib` / `biblatex`	参考文献
`fancyhdr`	页眉页脚

5.3 自定义命令

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% 无参数
\newcommand\cmd{内容}

% 有参数
\newcommand\kw[1]{\textbf{#1}}

示例：

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\newcommand\diff{\mathop{}\!d}

\newcommand\alert[1]{\textcolor{red}{\textbf{#1}}}

六、图片

6.1 插入图片

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\usepackage{graphicx}

\begin{document}
\includegraphics{图片文件名}
\end{document}

支持格式：.pdf、.png、.jpg、.eps

6.2 图片尺寸

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% 宽度相对于文本宽度
includegraphics[width=0.5\textwidth]{image}

% 高度
includegraphics[height=5cm]{image}

% 缩放
includegraphics[scale=0.5]{image}

% 旋转
includegraphics[angle=90]{image}

6.3 浮动体与定位

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\begin{figure}[htbp]
 \centering
 \includegraphics[width=0.8\textwidth]{image}
 \caption{图片标题}
 \label{fig:myimage}
\end{figure}

位置参数：

h（here）：尽量放在这里
t（top）：页面顶部
b（bottom）：页面底部
p（page）：单独页面

6.4 图片标题与引用

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% 标题
\caption{我的图片}

% 引用
如图~\ref{fig:myimage} 所示

标签要放在 caption 内部或紧跟其后

七、表格

7.1 基本表格

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\begin{tabular}{lcr}
  左对齐 & 居中 & 右对齐 \\
  内容1 & 内容2 & 内容3
\end{tabular}

列类型：

类型	描述
`l`	左对齐
`c`	居中
`r`	右对齐
`p{宽度}`	固定宽度，自动换行
`	`

7.2 表格线条（booktabs）

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\usepackage{booktabs}

\begin{tabular}{ccc}
 \toprule
 列1 & 列2 & 列3 \\
 \midrule
 内容1 & 内容2 & 内容3 \\
 \bottomrule
\end{tabular}

7.3 跨列合并

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\multicolumn{列数}{对齐}{内容}

示例：

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\multicolumn{2}{c}{合并两列}

7.4 跨行处理

LaTeX 原生不支持垂直合并，通常留空单元格：

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\begin{tabular}{cp{9cm}}
 \toprule
 动物 & 描述 \\
 \midrule
 狗   & 是家养动物 \\
       & 很聪明 \\
 \bottomrule
\end{tabular}

7.5 复杂列定义

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% 重复列
*{6}{c}    % 等价于 cccccc

% 单元格前后添加内容
>{bfseries}c    % 该列全部粗体

八、交叉引用

8.1 引用机制

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% 设置标签
\label{key}

% 引用编号
\ref{key}

% 引用页码
\pageref{key}

8.2 示例

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\section{引言}
\label{sec:intro}

\subsection{背景}
\label{sec:bg}

\section{实验}
如图~\ref{fig:results} 所示，在第~\pageref{sec:intro} 页...

8.3 引用类型前缀（约定）

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sec:    % 章节
fig:    % 图片
tab:    % 表格
eq:     % 公式
ch:     % 章节

8.4 注意事项

\label 必须放在引用对象之后
图片/表格的 label 放在 \caption 内部
需要编译两次才能正确解析引用
首次编译会显示 ??，这是正常的

九、数学公式

9.1 行内数学

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$y = mx + c$

\(a^2 + b^2 = c^2\)

9.2 显示数学

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[
\int_{-\infty}^{+\infty} e^{-x^2} \, dx
]

或带编号：

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\begin{equation}
E = mc^2
\label{eq:einstein}
\end{equation}

9.3 上下标

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x^2          % 上标
x_1          % 下标
x^{2}_{i}    % 组合

9.4 常用数学命令

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\sin, \cos, \tan      % 三角函数
\log, \ln, \exp       % 对数指数
\int, \sum, \prod     % 积分、求和、连乘
\infty                % 无穷
\sqrt{x}              % 根号
\frac{a}{b}           % 分式
\partial              % 偏导
\nabla                % 梯度

9.5 希腊字母

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\alpha, \beta, \gamma, \delta
\theta, \pi, \sigma, \omega
\Delta, \Gamma, \Omega

9.6 amsmath 扩展

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\usepackage{amsmath}

% 对齐环境
\begin{align*}
 a &= b + c \\
   &= d + e
\end{align*}

% 矩阵
\begin{matrix}
 a & b \\
 c & d
\end{matrix}

\begin{pmatrix}
 a & b \\
 c & d
\end{pmatrix}

\begin{bmatrix}
 a & b \\
 c & d
\end{bmatrix}

9.7 数学字体

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\mathrm{罗马体}
\mathbf{粗体}
\mathsf{无衬线}
\mathtt{等宽}
\mathcal{花体}
\mathbb{黑板粗体}  % 需要 amsfonts

十、字体和间距

10.1 段落间距

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\usepackage{parskip}

效果：段落间不缩进，用空行分隔

10.2 强制换行

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\\           % 换行（慎用）
\newline     % 换行

\vspace{2cm}     % 垂直间距
hspace{1cm}      % 水平间距

10.3 细空格

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\,    % 细空格
\:    % 中等空格
\;    % 较宽空格
\!    % 负空格
\quad % 1em 空格
\qquad % 2em 空格

10.4 字体大小

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\tiny
\scriptsize
footnotesize
\small
\normalsize
\large
\Large
\LARGE
\huge
\Huge

10.5 字体命令

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textbf{粗体}
textit{斜体}
textrm{罗马体}
textsf{无衬线}
texttt{等宽}
textsmallcaps{小型大写}

十一、参考文献

11.1 BibTeX 数据库

创建 .bib 文件：

bibtex 复制代码

@article{Author2020,
  author = {Author, A.},
  title = {文章标题},
  journal = {期刊名},
  year = {2020},
  volume = {10},
  pages = {100-110}
}

@book{Book2020,
  author = {Author, B.},
  title = {书名},
  publisher = {出版社},
  year = {2020}
}

11.2 natbib 引用

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usepackage{natbib}

% 文中引用
citet{key}    % 文本引用
citep{key}    % 括号引用

% 参考文献
bibliographystyle{plainnat}
bibliography{mybib}

11.3 biblatex 引用

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\usepackage[style=authoryear]{biblatex}
addbibresource{mybib.bib}

% 文中引用
autocite{key}
parencite{key}
textcite{key}

% 参考文献
printbibliography

十二、长文档

12.1 文件拆分

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% 导入文件（无条件）
\input{chapter1}

% 导入文件（总是新页）
\include{chapter2}

% 选择性导入
\includeonly{
  chap1,
  chap2
}

12.2 文档结构

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\frontmatter     % 前言部分，罗马页码
\title{书名}
\author{作者}
\maketitle
\tableofcontents

\mainmatter      % 正文部分，阿拉伯页码
\include{chap1}
\include{chap2}

\appendix        % 附录，编号变为 A、B
\include{app}

\backmatter      % 附录后记
\printbibliography

12.3 目录和图表列表

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\tableofcontents
\listoffigures
\listoftables

十三、错误处理

13.1 常见错误

错误	原因
`Missing $ inserted`	数学模式内容出现在文本中
`Undefined control sequence`	命令未定义（拼写错误或未加载宏包）
`Runaway argument`	参数不匹配
`Too many }'s`	多余的大括号
`??`	引用未解析（需要再次编译）

13.2 调试建议

查看 .log 文件获取详细错误
从上往下看，第一个错误往往是根源
遇到错误输入 x 退出
编译两次确保引用解析

十四、实用技巧

14.1 在线 LaTeX

Overleaf：https://www.overleaf.com
TeXLive.net：https://texlive.net

14.2 符号识别

Detexify：https://detexify.kirelabs.org

14.3 常用模板

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% 中文文章模板
\documentclass{ctexart}
\usepackage{ctex}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{booktabs}

\begin{document}
\title{标题}
\author{作者}
\maketitle

\section{引言}
...

\end{document}

14.4 编译命令

bash 复制代码

# PDFLaTeX
pdflatex doc.tex

# XeLaTeX
xelatex doc.tex

# LuaLaTeX（推荐）
lualatex doc.tex

# 带 BibTeX
pdflatex doc
bibtex doc
pdflatex doc
pdflatex doc

# 带 Biber
lualatex doc
biber doc
lualatex doc

附录：常用符号表

数学符号

符号	命令
±	`\pm`
×	`\times`
÷	`\div`
≤	`\leq`
≥	`\geq`
≠	`\neq`
≈	`\approx`
∑	`\sum`
∏	`\prod`
∫	`\int`
∂	`\partial`
∇	`\nabla`
√	`\sqrt`
∞	`\infty`

希腊字母

小写	命令	大写
α	`\alpha`	Α
β	`\beta`	Β
γ	`\gamma`	Γ
δ	`\delta`	Δ
ε	`\epsilon`	Ε
θ	`\theta`	Θ
λ	`\lambda`	Λ
μ	`\mu`	Μ
π	`\pi`	Π
σ	`\sigma`	Σ
φ	`\phi`	Φ
ω	`\omega`	Ω

十五、错误处理

15.1 常见错误类型

错误	原因	解决方法
`Undefined control sequence`	命令未定义	检查拼写或加载宏包
`Missing $ inserted`	数学模式内容在文本中	加上 `$` 或 `\[ \]`
`File 'xxx.sty' not found`	宏包未安装	安装宏包或检查名称拼写
`Too many }'s`	多余大括号	检查括号匹配
`Runaway argument`	参数不匹配	检查命令参数
`??`	引用未解析	再次编译

15.2 错误信息格式

复制代码

! 错误类型
\命令 -> 错误位置
l.行号 源代码
?

15.3 调试方法

查看 .log 日志文件
从上往下读，第一个错误是根源
交互式输入 x 退出
编译两次确保引用解析

15.4 常见错误示例

未定义命令：

latex 复制代码

\newcommand\mycommand{\textbold{hmmm}}  % 错误：\textbold 不存在

应改为 \textbf

花括号不匹配：

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\usepackage[leqno}{amsmath}  % 错误：} 和 ] 位置不对

数学环境空行：

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\begin{equation}

1=2

\end{equation}  % 错误：数学环境不允许空行

十六、获取帮助

16.1 本地文档

bash 复制代码

texdoc amsmath        % 打开宏包文档
texdoc -l amsmath    % 列出所有相关文档

16.2 在线资源

texdoc.org：在线宏包文档
CTAN：https://www.ctan.org/pkg/宏包名
Overleaf 文档：https://www.overleaf.com/learn

16.3 寻求帮助

推荐论坛：

TeX - LaTeX StackExchange：https://tex.stackexchange.com

提问技巧：

创建最小工作示例（MWE）
自包含、只包含必要内容
清楚描述问题现象

生成测试文本：

latex 复制代码

\usepackage{lipsum}    % 英文
\usepackage{zhlipsum} % 中文

\lipsum[1-5]          % 生成5段英文

附录：课程索引

课	主题	链接
1	LaTeX 基础	lesson-01
2	使用 LaTeX	lesson-02
3	文档结构	lesson-03
4	逻辑结构	lesson-04
5	文档类	lesson-05
6	扩展 LaTeX	lesson-06
7	图片	lesson-07
8	表格	lesson-08
9	交叉引用	lesson-09
10	数学	lesson-10
11	字体和间距	lesson-11
12	参考文献	lesson-12
13	长文档	lesson-13
14	字体引擎	lesson-14
15	错误处理	lesson-15
16	获取帮助	lesson-16

笔记整理完成，建议结合 Overleaf 实践操作