> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://overleaf-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://overleaf-pro.ayaka.space/latex/zh-tw/geng-duo-zhu-ti/20-how-tex-macros-actually-work-part-2.md). # TeX 巨集實際上如何運作：第 2 部分 [第 1 部分](/latex/zh-tw/geng-duo-zhu-ti/19-how-tex-macros-actually-work-part-1.md) [第 2 部分](/latex/zh-tw/geng-duo-zhu-ti/20-how-tex-macros-actually-work-part-2.md) [第 3 部分](/latex/zh-tw/geng-duo-zhu-ti/21-how-tex-macros-actually-work-part-3.md) [第 4 部分](/latex/zh-tw/geng-duo-zhu-ti/22-how-tex-macros-actually-work-part-4.md) [第 5 部分](/latex/zh-tw/geng-duo-zhu-ti/23-how-tex-macros-actually-work-part-5.md) [第 6 部分](/latex/zh-tw/geng-duo-zhu-ti/24-how-tex-macros-actually-work-part-6.md) ## 簡介：圖像中的故事 如第一部分所述，TeX 必須「讀取」你在其中的每個字元 `.tex` 檔案，而這個讀取過程更準確地稱為 *掃描*。傳統上，TeX 的輸入處理（掃描）被比喻為 TeX 擁有用來觀察輸入的「眼睛」，因此我們將在下方圖示中採用這個經久不衰的比喻。 ### 圖 1：眼睛已準備就緒 我們假設 TeX 已從一個 `.tex` 檔案取得一些輸入，並且即將處理我們的字元字串 `Hello World \jobname` ，這些字元包含在一段文字中。它將依序檢查每個字元並檢視其類別碼。 ![TeX 的眼睛已準備好掃描一行文字](/files/c5e3ff1dd68dfcc6fcdc574e241a7d7ee14192a6) ### 圖 2：處理類別碼 在下一個圖示中，我們將大致看到（更詳細說明見下文）TeX 對多種不同類別碼的反應。請注意，類別碼總共有 16 種，但為了簡化起見，我們只示範其中三種：11、10 和 0。其他字元碼在 TeX 的排版過程中也很重要，例如建立表格、排版數學式以及辨識巨集參數。 ![TeX 對多種不同類別碼的反應](/files/306d495bd950d6e9f00771916f796775621b2be0) #### 圖 2 附註 在這裡，我們考慮的是 TeX 在讀取（掃描）構成一段文字的字元時的情況。TeX 會檢查每個字元，查驗其類別碼，並根據類別碼以及 TeX 的「模式」（一種依其目前所做事情而定的狀態）採取適當動作。 * **（綠色眼睛）** TeX 會看到這些字元各自的類別碼都是 11（「字母」），並會將這些字元轉送出去，作為其正在建立的段落的一部分進行排版。不過，TeX 並不是只轉送（使用）字元碼本身，而是使用這一對數字（字元碼、類別碼）來計算一個複合整數值，稱為 *字元記號* （見下文）。一旦產生該字元記號，它就會進入 TeX 內部的排版流程／演算法。 * **（藍色眼睛）** TeX 看見一個類別碼為 10（「空白字元」）的空格字元（ASCII 32）——請注意，如前所述，在被 TeX 讀入之前，空格（ASCII 32）或任何字元的類別碼都很可能已被改成其他值——。 TeX 實際上如何處理類別碼 10（「空白字元」）的字元，會依 TeX 在何時／何處看到它——也就是 TeX 目前的「模式」——而有所不同。例如，有些時候 TeX 會直接略過它們。在這裡，TeX 會知道自己在處理段落文字時偵測到一個類別碼 10 的字元（恰好是空格，ASCII 32），因此最後會將它轉換為所謂的 interword glue：一種可伸縮的彈性空白。 * **（紅色眼睛）** 在這裡，TeX 觀察到一個具有非常重要類別碼的字元：0（跳脫字元）。 一個跳脫字元——*任何* 類別碼為 0 的字元——會告訴 TeX 切換到特殊讀取模式，並仔細掃描（讀取）後續字元，因為它們標識了一個的名稱 *命令*，而不是要排版的文字。在 TeX 文獻中，你也會看到「命令」這個術語被稱為 *控制序列*。 *緊接在它之後*；這是因為 TeX 識別兩種命令： * 稱為的多字母命令 *控制字*：緊接在跳脫字元之後的字元，其類別碼為 11。所有後續類別碼為 11 的字元都被視為命令名稱的一部分。當 TeX 偵測到任何一個字元時，它就會停止尋找構成命令名稱一部分的字元，而該字元 *不會* 的類別碼不是 11——例如類別碼為 10 的空格字元。 * 稱為的單字母命令 *控制符號*：緊接在跳脫字元之後的字元 *不會* 的類別碼為 11。 你可以將跳脫字元視為觸發 TeX 從其通常的掃描行為中「跳脫」出來，並對接下來幾個字元採取不同的處理方式——紅色虛線框表示 TeX 將會 **開始掃描命令**. ### 圖 3：處理類別碼 11（「字母」） 在本系列第一部分中，我們提到 TeX 從輸入中讀取的每個字元都由兩個整數描述： * 字元碼：一個定義字元數值表示法的整數； * 類別碼：TeX 指派給可能出現在其輸入中的每個字元的一個介於 0 到 15 之間的值。 TeX 在其處理的下一階段會使用這兩項資訊：建立字元記號。 圖 3 是對圖 2 的延伸，說明 TeX 會如何處理這些類別碼為 11（字母）的輸入字元：它會建立 *字元記號*——TeX 透過組合該字元的類別碼與字元碼所計算出的整數值。 **注意**：在這個例子中，我們只討論類別碼為 11 的字元，但你應該知道，TeX 也會為具有其他類別碼的輸入字元建立記號值——唯有類別碼 0 例外，它絕不會被轉成記號：跳脫字元只是作為觸發特殊處理的「開關」。 ![TeX 處理類別碼 11 的字元](/files/2ed2dddfb1b427b51923ef437e79005e299d6080) 下方的圖 5 將顯示 TeX 在看到類別碼 0（跳脫字元）的字元時會做什麼。 #### 圖 3 附註：處理類別碼 11（「字母」） 在這裡，我們將聚焦於 **green** 活動：當 TeX 看到類別碼 11（「字母」）的字元時會發生什麼事。當 TeX 讀取一個字元並判定其類別碼（此處為 11）之後，接下來 TeX 會做的是 *將……組合* 把這一對數字組合成一個稱為字元記號的整數：這些記號（整數）會被送往 TeX 內部排版演算法／處理的下一階段。如前所述，TeX 也會為其他類別碼（即非 11）的字元建立字元記號，這裡我們只是以類別碼 11 作為範例。 每個字元記號（整數）都會永久將一個輸入字元與指派給該字元的類別碼綁定在一起 **，也就是 TeX 掃描（讀入）它時的那一刻**：這一事實對於理解 TeX/LaTeX 巨集的行為至關重要。當然，在後續處理中，TeX 有時需要拆解一個字元記號，以判定是用哪一組（字元碼、類別碼）組合來建構該記號。然而，一旦字元被 TeX 的輸入（掃描）程序讀入，TeX 所計算出的字元記號值就會使該字元 *永久地* 與指派給它的類別碼耦合 *在它被讀入的當下*. **計算字元記號** TeX 引擎使用一個簡單的公式來計算字元記號， $$T$$，由一個類別碼為 $$C$$ 且字元碼為 $$A$$: $$T = \text{constant} \times C + A$$ 8 位元引擎，例如 pdfTeX，使用： $$T = 256\times C + A$$ 具 Unicode 感知能力的引擎，例如 XeTeX 或 LuaTeX，必須使用不同的公式，因為在 Unicode 之下，字元碼可以遠大於舊式 8 位元 ASCII 編碼世界中的上限 255。以 XeTeX 為例，它使用： $$T= 2^{21}\times C + A \hskip5mm \text{(where } A \text{ is a Unicode character code value)}$$ 再次提醒，值得注意的是，類別碼 0 的字元不會被轉換成字元記號：類別碼 0 在 TeX 的輸入過濾中佔有非常特殊的位置，純粹作為一個「開關」來觸發 TeX 進入特殊模式，掃描接下來幾個字元。圖 5 會處理這一點。 ### 圖 4：處理類別碼 10（「空白字元」） TeX 對類別碼 10（「空白字元」）的處理方式，取決於它在輸入中偵測到類別碼 10 的字元時，當下正在處理什麼。在我們的例子中，TeX 正在進行例行的段落處理，而類別碼 10 的空格字元將會被轉換為 interword glue。 ![TeX 處理類別碼 10 的字元](/files/6263992b9829254ade43643722073132b2a1b2f5) TeX 對空格的處理看起來相當特異，但在 [TeX by Topic](http://www.eijkhout.net/texbytopic/texbytopic.html) Victor Eijkhout 所著的第 1 章與第 2 章中可以找到很好的概述——你可以 [下載一份免費的 PDF 複本](https://bitbucket.org/VictorEijkhout/tex-by-topic) ，可透過他的網站。 例如，當 TeX 看到類別碼 10 的字元時，有些時候 TeX 會： * 全部略過（忽略）——例如，當 TeX 處於垂直模式時； * 將多個空白字元轉換為單一空白字元——例如在處理段落時會跳過多餘空格； * 將它們吸收掉——例如在命令名稱之後吸收一個空格； 另外請注意，有些時候 TeX 也會 *產生* 空格——方法是將行尾字元轉換為空格。空格字元（任何類別碼為 10 的字元）的行為／處理方式是 TeX 的一種「特異之處」：需要花時間／練習才能熟悉（適應） TeX 的這個面向。 ### 圖 5a：處理類別碼 0（「跳脫字元」） 在這個圖示中，TeX 已處理到 `\\` 這個字元為止，它的類別碼是 0：即「跳脫字元」——我們將使用另一組圖示來展示 TeX 如何處理跳脫字元並辨識命令名稱。 ![TeX 處理類別碼 0 的字元](/files/9e61efd9bd501f36d3825ddda0258ee03ac414f7) ### 圖 5b：尋找命令名稱 在這個圖示中，我們將查看紅色虛線框區段（**開始掃描命令**）以看看 TeX 在看到跳脫字元之後會做什麼。 ![TeX 尋找命令名稱](/files/9cf0bcee34b5cc9d6c7ff039607fb63341bca508) **圖 5b 附註** * 一旦辨識出來，跳脫字元的工作就完成了：它充當了一個開關，不再參與任何後續處理——具體來說，它不會 **不是** 被轉換為字元記號。 * 為方便起見，我們重述一下前面提到的某些細節。在看到跳脫字元之後，TeX 會檢查緊接著其後的字元的類別碼 *緊接在它之後*；這是因為 TeX 識別兩種命令： * * 稱為的多字母命令 *控制字*：緊接在跳脫字元之後的字元，其類別碼為 11。所有後續類別碼為 11 的字元都被視為構成一個命令名稱（*控制詞*）。當 TeX 偵測到任何一個字元時，它就會停止尋找構成命令名稱一部分的字元，而該字元 *不會* 的類別碼不是 11——例如類別碼為 10 的空格字元。 * 稱為的單字母命令 *控制符號*：緊接在跳脫字元之後的字元 *不會* 的類別碼為 11。 * 在我們的例子中，緊接在 `\\` 是一項 `j` （類別碼 11），這告訴 TeX 要尋找一個可能是由多個類別碼 11 字元組成的命令。 * TeX 會持續檢查是否還有更多類別碼 11 的字元。一旦它偵測到任何其他類別碼的字元，例如類別碼 10 的空格，TeX 就知道已經到達命令名稱的結尾。再強調一次：在這裡，是空格字元（類別碼 10）「終止」了命令的結尾，但它也可能是任何一個 **不是** 的類別碼為 11。 ## 第 3 部分 在第 3 部分中，我們將從圖 5b 繼續，完成這個故事的這一部分——TeX 如何辨識一個命令——並接著看它下一步會做什麼。我們也會更深入探討 TeX 處理中的一些內部面向——其中部分內容在第一次閱讀時可以略過，除非你真的很喜歡細節。 [第 1 部分](/latex/zh-tw/geng-duo-zhu-ti/19-how-tex-macros-actually-work-part-1.md) [第 2 部分](/latex/zh-tw/geng-duo-zhu-ti/20-how-tex-macros-actually-work-part-2.md) [第 3 部分](/latex/zh-tw/geng-duo-zhu-ti/21-how-tex-macros-actually-work-part-3.md) [第 4 部分](/latex/zh-tw/geng-duo-zhu-ti/22-how-tex-macros-actually-work-part-4.md) [第 5 部分](/latex/zh-tw/geng-duo-zhu-ti/23-how-tex-macros-actually-work-part-5.md) [第 6 部分](/latex/zh-tw/geng-duo-zhu-ti/24-how-tex-macros-actually-work-part-6.md) --- # Agent Instructions This documentation is published with 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