latex概览¶

tex 和 latex¶

1. TeX：底层排版引擎¶

作者：Donald Knuth（高德纳）开发，1978 年发布。
定位：
- 是一个底层的排版编程语言，提供精确的排版控制（如盒模型、断行算法、数学公式布局等）。
- 语法类似编程（需手动处理格式细节），适合专业人士或极客。
特点：
- 直接操作命令（如 \hbox, \vskip）。
- 默认生成 .dvi 文件（需转换为 PDF/PS）。
- 无预定义的高层结构（如章节、目录需手动实现）。

示例（纯 TeX 代码）：

\font\myfont=cmr12 at 14pt
\myfont Hello, \TeX!
\bye

2. LaTeX：基于 TeX 的高级封装¶

作者：Leslie Lamport（莱斯利·兰波特）开发，1984 年发布。
定位：
- 是 TeX 的宏包集合（一组预定义的命令和模板），提供文档逻辑结构（如章节、参考文献、交叉引用）。
- 隐藏了 TeX 的底层复杂性，用户只需关注内容。
特点：
- 提供标准文档类（如 article, book）。
- 内置自动化功能（目录、编号、参考文献管理）。
- 依赖宏包扩展功能（如 graphicx 插入图片、amsmath 增强数学公式）。

示例（LaTeX 代码）：

\documentclass{article}
\begin{document}
\section{Introduction}
Hello, \LaTeX!
\end{document}

核心区别¶

特性	TeX	LaTeX
设计目标	底层排版控制	高层文档结构
语法复杂度	复杂（类似编程）	简单（声明式）
典型用户	排版系统开发者、极客	学术作者、普通用户
扩展性	需手动实现一切	通过宏包（如 `hyperref`）扩展
默认输出	`.dvi`	`.dvi` 或 `.pdf`（现代工具链）

类比解释¶

TeX 类似汇编语言：
- 直接控制硬件（排版细节），但编写复杂。
LaTeX 类似高级语言（如 Python）：
- 通过抽象（如 \section）隐藏细节，提升效率。

技术关系¶

LaTeX 本质是一组 TeX 宏（.sty 文件），最终仍由 TeX 引擎（如 pdftex, xetex, luatex）执行。

编译流程示例：

latex document.tex   # 调用 pdftex 引擎处理 LaTeX 宏
xelatex document.tex # 调用 xetex 引擎处理 LaTeX 宏

总结¶

TeX 是引擎，LaTeX 是模板。
LaTeX 让用户摆脱 TeX 的底层复杂性，专注于内容逻辑。
现代用户通常直接使用 pdflatex/xelatex/lualatex，无需接触原始 TeX 命令。

如果需要进一步解释某个具体细节（如宏包机制或引擎差异），可以继续讨论！

引擎和使用¶

1. 排版引擎（Engines）¶

引擎是实际执行排版工作的底层程序，负责解析代码、计算布局并生成输出文件（如 PDF/DVI）。
属于引擎的有：

tex：Knuth 原始 TeX 引擎（生成 .dvi）。
pdftex：扩展的 TeX 引擎，直接生成 PDF（pdflatex 的基础）。
xetex（XeTeX）：支持 Unicode 和系统字体的引擎（xelatex 的基础）。
luatex（LuaTeX）：内嵌 Lua 脚本的引擎（lualatex 的基础）。

2. 模板/格式（Formats）¶

格式是基于引擎的预定义命令集合（宏包），提供高层抽象，简化用户操作。
属于格式的有：

latex：LaTeX 格式（运行在 pdftex/xetex/luatex 等引擎上）。
- 不是独立引擎，而是通过 latex 命令调用引擎（如 pdftex + LaTeX 宏 → pdflatex）。
plain tex：Knuth 提供的极简格式（比原始 TeX 稍友好，但远不如 LaTeX）。
contex：另一种高级格式（基于 LuaTeX，适合复杂排版）。

3. 前端命令（Frontends）¶

用户直接调用的命令，本质是 “引擎 + 格式” 的组合：
| 命令 | 实际调用 | 说明 |
|------------|-------------------------|-------------------------------|
| latex | pdftex + LaTeX 格式 | 传统 LaTeX（DVI 输出）。 |
| pdflatex | pdftex + LaTeX 格式 | 直接生成 PDF（无 Unicode 支持）。|
| xelatex | xetex + LaTeX 格式 | 支持 Unicode 和系统字体。 |
| lualatex | luatex + LaTeX 格式 | 支持 Lua 脚本和现代字体。 |

关键区分¶

引擎：tex, pdftex, xetex, luatex（核心执行者）。
格式：latex, plain tex, contex（定义高级命令的规则）。
前端命令：latex, pdflatex, xelatex, lualatex（组合引擎和格式的快捷方式）。

常见误解澄清¶

latex 不是引擎：
- 它是 LaTeX 格式通过 pdftex 引擎运行的接口（命令）。
pdflatex vs pdftex：
- pdftex 是引擎，pdflatex = pdftex + LaTeX 格式。

引擎（Engines）¶

基础引擎¶

引擎名称	特点	输出格式	主要用途
tex	Knuth原始引擎，底层控制	.dvi	历史兼容、底层排版开发
pdftex	TeX的扩展，直接PDF输出	.pdf	传统LaTeX文档排版
xetex (XeTeX)	支持Unicode和系统字体	.xdv/.pdf	多语言排版、系统字体支持
luatex (LuaTeX)	内嵌Lua解释器，动态脚本	.pdf	复杂排版、自动化处理

引擎特性对比¶

特性	tex	pdftex	xetex	luatex
Unicode支持	❌	❌	✔️	✔️
OpenType字体	❌	❌	✔️	✔️
Lua脚本	❌	❌	❌	✔️
系统字体	❌	❌	✔️	✔️
输出格式	DVI	PDF	XDV/PDF	PDF

格式（Formats）¶

主要格式¶

格式名称	基于引擎	特点	适用场景
plain tex	tex	Knuth提供的极简格式	底层TeX编程
latex	多引擎	高级文档结构，宏包丰富	学术论文、书籍、报告
contex	luatex	模块化设计，强大功能	复杂排版、图形密集型文档

前端命令（Frontend Commands）¶

常用命令组合¶

命令	实际组成	输出格式	特点
`tex`	tex + plain tex	.dvi	原始TeX排版
`latex`	pdftex + latex格式	.dvi	传统LaTeX处理
`pdflatex`	pdftex + latex格式	.pdf	直接PDF输出
`xelatex`	xetex + latex格式	.pdf	Unicode和字体支持
`lualatex`	luatex + latex格式	.pdf	Lua脚本+现代特性

文件格式¶

输入文件类型¶

扩展名	类型	说明
`.tex`	源文件	TeX/LaTeX源代码
`.sty`	宏包文件	LaTeX功能扩展包
`.cls`	文档类	文档类型定义
`.bib`	参考文献	BibTeX数据库文件

输出文件类型¶

扩展名	生成工具	说明
`.dvi`	tex/latex	设备无关文件
`.pdf`	pdflatex/xelatex/lualatex	便携文档格式
`.xdv`	xetex	扩展DVI格式
`.aux`	所有引擎	辅助信息文件
`.log`	所有引擎	编译日志文件

工具链组件¶

核心工具¶

工具名称	用途	示例
texlua	Lua解释器	运行TeX相关Lua脚本
kpsewhich	文件查找	定位TeX文件位置
bibtex	参考文献处理	生成参考文献列表
makeindex	索引生成	创建文档索引

编译工具链¶

graph TD
    A[.tex源文件] --> B{选择引擎}
    B --> C[pdflatex]
    B --> D[xelatex]
    B --> E[lualatex]

    C --> F[生成PDF]
    D --> F
    E --> F

    subgraph "可选处理"
        G[.bib文件] --> H[bibtex]
        I[.idx文件] --> J[makeindex]
        H --> K[.bbl文件]
        J --> L[.ind文件]
    end

    K --> C
    L --> C

选择指南¶

引擎选择建议¶

中文/多语言文档：xelatex 或 lualatex
传统英文文档：pdflatex
需要动态功能：lualatex（Lua脚本）
底层开发：tex 或 luatex

列举¶

1. `tex`（原始 TeX 引擎）¶

作用：Knuth 开发的原始 TeX 排版引擎，处理 .tex 文件并生成 .dvi（DeVice Independent）文件。
特点：
- 仅支持传统的 TeX 命令，不支持现代字体（如 OpenType）。
- 主要用于历史兼容性或极简排版。

使用示例：

tex mydocument.tex  # 生成 mydocument.dvi

2. `latex`（LaTeX 格式 + pdfTeX 引擎）¶

作用：使用 pdftex 引擎处理 LaTeX 文档（.tex），默认生成 PDF（也可生成 DVI）。
特点：
- 基于 pdftex，支持 PDF 输出、微调排版和基本字体扩展。
- 但不支持 Unicode 和 OpenType 字体（需额外宏包如 fontspec）。

使用示例：

latex mydocument.tex  # 生成 mydocument.dvi
pdflatex mydocument.tex  # 生成 mydocument.pdf

3. `xetex`（XeTeX 引擎，支持 Unicode 和系统字体）¶

作用：TeX 引擎，原生支持 Unicode 和系统字体（如 .ttf/.otf）。
特点：
- 直接调用系统字体，无需额外配置。
- 适用于多语言排版（如中文、阿拉伯语）。
- 输出格式为 .xdv（扩展 DVI），通常转换为 PDF。

使用示例：

xetex mydocument.tex  # 生成 mydocument.xdv（通常自动转 PDF）

4. `xelatex`（LaTeX + XeTeX 引擎）¶

作用：latex 的增强版，使用 xetex 引擎处理 LaTeX 文档，支持现代字体。
特点：
- 支持 fontspec 宏包，可轻松使用系统字体。
- 适合中文排版（如配合 ctex 宏包）。

使用示例：

xelatex mydocument.tex  # 直接生成 PDF

5. `luatex`（LuaTeX 引擎，支持 Lua 脚本）¶

作用：扩展的 TeX 引擎，内置 Lua 解释器，允许动态脚本控制排版。
特点：
- 支持 Unicode 和 OpenType 字体（类似 XeTeX）。
- 可通过 \directlua{} 嵌入 Lua 代码，实现高级自动化。
- 默认生成 PDF。
使用示例：
```
luatex mydocument.tex  # 生成 PDF
```

6. `lualatex`（LaTeX + LuaTeX 引擎）¶

作用：latex 的现代替代品，使用 luatex 引擎，结合 LaTeX 和 Lua 扩展。
特点：
- 支持 fontspec 和 Lua 脚本，灵活性极高。
- 适合复杂排版（如自动生成内容、动态调整格式）。
使用示例：
```
lualatex mydocument.tex  # 生成 PDF
```

总结对比¶

命令	引擎	输出格式	Unicode 支持	OpenType 支持	Lua 支持	典型用途
`tex`	TeX	DVI	❌	❌	❌	原始 TeX 排版
`latex`	pdfTeX	DVI/PDF	❌	❌	❌	传统 LaTeX 文档
`pdflatex`	pdfTeX	PDF	❌	❌	❌	直接生成 PDF
`xetex`	XeTeX	XDV/PDF	✔️	✔️	❌	多语言排版（系统字体）
`xelatex`	XeTeX	PDF	✔️	✔️	❌	现代 LaTeX（中文友好）
`luatex`	LuaTeX	PDF	✔️	✔️	✔️	动态脚本控制排版
`lualatex`	LuaTeX	PDF	✔️	✔️	✔️	高级 LaTeX 自动化

latex概览¶

tex 和 latex¶

1. TeX：底层排版引擎¶

2. LaTeX：基于 TeX 的高级封装¶

核心区别¶

类比解释¶

技术关系¶

总结¶

引擎和使用¶

1. 排版引擎（Engines）¶

2. 模板/格式（Formats）¶

3. 前端命令（Frontends）¶

关键区分¶

常见误解澄清¶

引擎（Engines）¶

基础引擎¶

引擎特性对比¶

格式（Formats）¶

主要格式¶

前端命令（Frontend Commands）¶

常用命令组合¶

文件格式¶

输入文件类型¶

输出文件类型¶

工具链组件¶

核心工具¶

编译工具链¶

选择指南¶

引擎选择建议¶

列举¶

1. tex（原始 TeX 引擎）¶

2. latex（LaTeX 格式 + pdfTeX 引擎）¶

3. xetex（XeTeX 引擎，支持 Unicode 和系统字体）¶

4. xelatex（LaTeX + XeTeX 引擎）¶

5. luatex（LuaTeX 引擎，支持 Lua 脚本）¶

6. lualatex（LaTeX + LuaTeX 引擎）¶

总结对比¶

1. `tex`（原始 TeX 引擎）¶

2. `latex`（LaTeX 格式 + pdfTeX 引擎）¶

3. `xetex`（XeTeX 引擎，支持 Unicode 和系统字体）¶

4. `xelatex`（LaTeX + XeTeX 引擎）¶

5. `luatex`（LuaTeX 引擎，支持 Lua 脚本）¶

6. `lualatex`（LaTeX + LuaTeX 引擎）¶