细说 LaTeX 中的各种空格

细说 LaTeX 中的各种空格为什么科学文献通常要求用 $\LaTeX$ 书写呢?当然是因为好看呀。 $\LaTeX$ 美观的排版背后是一个庞杂的符号和排版系统,光是看看就知道这根本不是一两天能全部掌握的,就连 $\LaTeX$ 这个标题也有专门的特殊排版(看着有点奇怪,后面还是直接用 LaTeX 好了)。…

讲讲 LaTeX 让人头疼的地方

为什么科学文献通常要求用
LaTeX \LaTeX
书写呢?当然是因为好看呀。


LaTeX \LaTeX
美观的排版背后是一个庞杂的符号和排版系统,光是看看就知道这根本不是一两天能全部掌握的,就连
LaTeX \LaTeX
这个标题也有专门的特殊排版(看着有点奇怪,后面还是直接用 LaTeX 好了)。有很多符号看上去一样,但是又有十分细微的差别,比如下面的两个单词,你能看出差异吗:


M i c r o s o f t M i c r ο s ο f t Microsoft \qquad Micr\omicron s\omicron ft

说实话我自己也看不出来(或者我用的这个字体本身就没有区别),但上面那一行的的源码是:

Microsoft \qquad Micr\omicron s\omicron ft

后一个微软里面的
ο \omicron
其实是希腊字母 Omicron,而不是英文字母
o o

冷知识:我们用来表示高阶无穷小的符号
ο \omicron
是希腊字母。

LaTeX 的精确性让它更适应于公式的排版,光是空格有多少种,就足够我写一篇了。空字符可以在我们排版时帮助我们对齐一些难以对齐的行或列,在不失 LaTeX 美观的前提下,在细节上实现 word 一样的随意调整。~~不过遇到这种情况时,我并不推荐将空字符作为首选方案。~~了解一下 LaTeX 的空字符还是有必要的。

各种长度的空格

LaTeX 的空格种类繁多,看过来让人眼花缭乱。如果按照长度分类的话,大致可以分为下面三类。即:“只要不换字体,我一直是这么长” 的相对字体长度固定的空格,“你让我多长我就多长” 的自定义长度空格,和 “我多长取决于你把我放在哪里” 的自适应长度空格。

相对字体长度固定

先看相对字体长度固定的空格,这类空格最简单粗暴,你把它敲出来,它给你一段固定的留白。LaTeX 本身就有的这类空格并不多,amsmath 包则将这类空格变得更加丰富。

在往下讲之前,先说明一个长度单位: em.

这个单位,常用 LaTeX 的小伙伴肯定不陌生,但是具体含义其实众说纷纭。它并不严格地等于字体中 M 的宽度,也并不严格等于字体本身的大小,只需要知道这个单位会随着字体变化就行了。

常用的这类空格,以及它们各自的长度如下表所示:

fixed spaces

有几个需要注意的点:

  1. 转义符 + 标点 的组合,原则上不要在前后加空格。相比于标准的a\,b,加入了空格的 a\, b 表现出来的空字符其实是 \, 加上一个常规空格。而常规空格是会适应排版进行调整的,这就导致生成的空格长度不但比想像的长,还不固定。
  2. \quad, \thinspace 这类转义符 + 字母的组合,需要在后面打空格。这时后面加入的空格不会被识别为常规空格,而是单纯作为一个命令结束的标志。但是如果空格加在了命令前面,就会被当做一个常规空格。
  3. 如果上面的字符没有达到想要的长度,可以进行组合。比如 \;\! 会生成一个 2/18 em 的空格。如果还达不到要求,可以试试下面的自定义长度命令。

自定义长度

自定义长度的命令会生成一个给定长度的空格,使用起来十分灵活。

常用的记住 \hspace\vspace 即可,前者用于水平方向,后者则用于垂直方向。这两个命令是 LaTeX 原生的,不需要引入任何额外包。

具体使用很简单,语法是 \hspace{<space_width>}<space_width> 处填入你期望的长度。

下图演示了三个使用案例及其等效的预设空格组合。其中 \hspace{1em} 生成的空格和 \quad 等长,而 \hspace{0.11111em} 生成的空格和 \;\! 等长,这里面甚至可以塞进一个负值,同时也有等长的定长空格组合与之对应。关于长度单位其实有很多可以说道的地方,比如 LaTeX 中的最小单位 sp,以及各个单位分别等于多少个 sp 等等,详情见这篇 Stackexchange 上的问答

self defined spaces

而另一个 \vspace 可能更通用一些,通常用于行间距的微调,包括但不限于图表和标题之间、图表和正文之间、标题和正文之间的距离调整。

下面我们打一段文字(这里的单位 ex 近似等于当前字体中 x 的高度):

  楼下早上好啊!

  早……怎么这么挤啊!\vspace{-2ex}

  我要和三楼贴贴!

  \vspace{2ex}

  看我干嘛,我就在我该在的位置。

其效果就是这样

vertical spaces

其实,无论 vspace 命令单独一行,还是和上下合并,其效果是一样的,都是在默认行距上进行加减。而相对于水平字距,行间距相对固定,因此不会带来很大的问题。

自适应长度

这类空格与上述不同,是以良好的排版效果作为第一优先级的。它们会随着期望的效果而改变自身的长度。

常规空格

这类空格中最典型的就是常规空格,敲一下键盘上那个最长的空格键,你就输入了一个常规空格。

中文文献书写中这种空格出场比较少,而英文书写中这个空格可以说是一篇文章中出现最频繁的字符了。为了排版美观,英文文献通常采用两端对齐的方式,但是英文单词又不一样长,经常出现到句尾长度不够,把下一行第一个单词拿到这一行长度又太长的情况。这时,LaTeX 会通过调整常规空格长度的方式来做到两端对齐。下图这句话出自《卖火柴的小女孩》。

normal space

hfill 和 hfil

顾名思义,这两个命令可以起到填充作用。填充效果是能延伸到的最大宽度。通常,如果我们有张图片要并列摆放,中间就可以加上 \hfill\hfil,可以把两个并排的物件中间撑开,达到一个左对齐,一个右对齐的效果。

这里用并排的 minipage 做个示范:

\noindent\begin{minipage}{0.3\textwidth}
    Most terribly cold it was; it snowed, and was nearly quite dark, and evening - the last evening of the year.
\end{minipage}
\hfill % 或 \hfil
\begin{minipage}{0.3\textwidth}
    In this cold and darkness there went along the street a poor little girl, bareheaded, and with naked feet.
\end{minipage}
\hfill % 或 \hfil
\begin{minipage}{0.3\textwidth}
    When she left home she had her slippers on, it is true;
\end{minipage}

运行效果如下。可以看到三个 minipage 中间被两处等长的空白分隔开了。

fill

如果把上面两个 \hfill 都给换成 \hfil,编译出来的效果是完全一样的。但是,如果只改变其中一个,你就会发现 \hfil 那里的空格完全消失了。这是为什么呢?

从定义上讲,fillfil 都是符合排版规则下的无穷大。但是,fill 是比 fil 更为高阶的无穷大。如果 \hfill\hfil 同处一行,那么 \hfil 将会被 \hfill 给挤成什么都没有。这一点很好理解,即使是无穷大,在更高阶的无穷大面前也是 0。而等阶的无穷大,在同一行时延展出来的空格长度就是相等的了。

这两条命令同样有垂直版本,即 \vfill\vfil,拓展的上限是一整页。同时,也有 \hfilll\vfilll,是比两个 lfill 更高阶的无穷大。这里就不多赘述了。

特殊空格

不折行的空格

有时我们需要空格前后的内容一定要在一行中显示,比如图表标题 Fig. 3Tab. 4 这类,如果断行就很奇怪。LaTeX 为这种情况提供了一种不折行的空格(Non-breaking space),即 ~。只需要写成 Fig.~3 即可。

命令后的空格

有些命令是会在文档中生成一段文字,有时候我们希望能在这段文字后面加个空格。然而无论你在命令后面打多少个空格,LaTeX 都只会把它当成命令结束的标志,生成的文档中这段文字会和后面的文字紧紧贴在一起。

正确的解决方案是加一个转义符 \ 再打空格,或者用 {} 作为命令终结的标志,来使后面的空格被识别成一个常规空格。即:

The date is \today and it's raining heavily.
% 上面这句运行的结果:
% The date is February 24, 2021and it’s raining heavily.

The date is \today \ and it's raining heavily.
The date is \today{} and it's raining heavily.
% 上面两句运行的结果是一样的,即:
% The date is February 24, 2021 and it’s raining heavily.

总结

LaTeX 里面的空白字符可谓琳琅满目,非一文可以穷尽。在这里我也只是汇总了一些常用的字符,基于我查阅的资料和个人理解,有错误之处欢迎指出呀:)

参考

今天的文章细说 LaTeX 中的各种空格分享到此就结束了,感谢您的阅读。

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