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# \expandafter 如何運作：TeX 使用暫時詞元清單

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## 展開與內部詞元清單

到目前為止，我們已經探討了詞元、詞元清單，以及 TeX 的展開概念背後的核心原理。在本節中，我們將使用 TeX 的原語 `\jobname` 來介紹展開處理的一個重要面向：TeX 對於 *暫存詞元清單*——這是 *基本的* 的一個面向，說明 `\expandafter` 的運作方式，稍後在本系列文章中我們會看到。

`\jobname` 是一個可展開的 TeX 原語，其展開會產生一串字元詞元，這些詞元代表主要輸入 `.tex` 檔案的名稱。例如，假設我們有以下文字，作為 `.tex` 名為 `mycode.tex`:

```
    我的檔名是 \jobname .tex %請注意 \jobname 後面的空格
```

這將排版出

```
    我的檔名是 mycode.tex
```

當我們使用 `\jobname` 這個指令時，所產生的排版字元並不是從你的實體 `.tex` 檔案中讀取的，那它們是從哪裡來的：TeX 會把那些詞元儲存／讀取在哪裡？對使用者而言是看不見的（也就是在 TeX 內部深處）， `\jobname` 會建立一個暫時詞元清單，該清單由代表檔名的一串字元詞元所構成。一旦 `\jobname` 已建立該詞元清單，TeX 就會暫時把「視線」從目前的輸入來源（這裡是我們的 `.tex` 檔案）移開，改為從那個暫時詞元清單讀取詞元（字元詞元）。當 TeX 需要下一個輸入詞元時，它會從該內部清單讀取下一個詞元，並持續如此，直到到達清單尾端；此時 TeX 會恢復從先前的輸入來源讀取詞元，在這裡也就是從我們的 `.tex` 輸入檔案中讀取。

如下圖所示，TeX 會在以下位置恢復讀取 `.tex` 輸入檔案，也就是在處理完 `\jobname`之後停下的精確位置——也就是已讀取空白字元，但尚未讀取「.」字元之前。句點（.）實際上正等待從 TeX 的輸入緩衝區中被讀取——那是 TeX 記憶體中一小塊用來保存從 `.tex` 檔案讀入的一行文字的區域——TeX 會逐行讀取並處理你的 `.tex` 檔案，它不會把整個檔案讀入記憶體。

在研究下圖時，請從底部往上閱讀，以追蹤處理流程。

![TeX 如何展開 \jobname](/files/26c02a8fba87d5e11e01a90c13fdc7941b9abf8a)

回到我們對展開的討論，可以觀察到 `\jobname` 的展開導致了 `\jobname` 指令（詞元）被 *移除* 從輸入中 *被取代* 並以來自展開的詞元取代：生成用來保存 `.tex` 檔案中。

可展開的命令（例如 `\jobname`）並不是唯一會「偷偷地」建立並使用詞元清單來達成效果的 TeX 原語。例如，命令 `\uppercase` 以及 `\lowercase` 都會建立內部詞元清單來變更其引數的大小寫。一旦完成大小寫變更工作，TeX 就會切換成從那些命令所產生的詞元清單讀取字元詞元。詞元清單是 TeX 唯一的「詞元資料儲存」機制——除了把資料寫到實體磁碟檔案之外。

### 詞元的來源：TeX 是個高超的雜耍高手

當 TeX 處理一般文件時，它必須管理 *許多* 個詞元來源：來自眾多實體磁碟檔案的輸入，以及在處理過程中建立的無數內部詞元清單。在本節中，我們將非常簡短地探討 TeX 如何設法「同時拋接」這些輸入來源。

假設我們想要一個簡單的巨集，能排版出我們的 `.tex` 檔案：

```
    \def\myfile{我的檔名是 \jobname .tex}
```

之後，在我們的 `.tex` 檔案中的某個時刻，我們呼叫巨集 `\myfile`：暫時地，TeX 會從透過你文字（`.tex`）檔案中的文字來建立／讀取詞元，切換為從 `\myfile` 儲存在其記憶體中的定義（詞元清單）來讀取詞元。當 TeX 執行 `\myfile` 這個巨集（處理其詞元）時，它會偵測到一個代表 `\jobname` 指令的詞元，其展開又會建立另一個暫時詞元清單，TeX 必須從中讀取詞元。即使在這個簡單情境中，TeX 也必須管理三個輸入來源：

1. 加上 `.tex` 包含該 `\myfile` 巨集的文字檔；
2. 儲存著以下定義的詞元清單： `\myfile` 巨集的文字檔；
3. 由 `\jobname` 命令在 `\myfile` 巨集中建立的詞元清單。

當 TeX 處理文件時，它會不斷在輸入來源之間切換：實體檔案與詞元清單，那麼 TeX 如何追蹤這一切？答案是，在內部，TeX 引擎會維護一個所謂的 [輸入堆疊](https://en.wikipedia.org/wiki/Stack_\(abstract_data_type\)) 它充當某種「記憶」，讓 TeX 在切換輸入來源時，仍能記得自己剛才在做什麼（正從哪裡讀取）。

不深入細節來說，TeX 引擎內部的程式碼會使用一個名為 `curinput` （current input），它除了其他用途之外，還會告訴 TeX 目前是從實體檔案還是從詞元清單讀取。 `curinput` 也會指示 TeX 下一個詞元應從哪個位置取得（在目前詞元清單或其文字緩衝區中）。如果 TeX 正在從詞元清單讀取 `curinput` 還會記錄正在處理的是哪一種詞元清單——例如，儲存為巨集的詞元清單，或那些詞元是否來自其他來源。

在需要時， `curinput` 變數會被改為指向新的輸入來源，而 TeX 目前的「輸入狀態」（來源與位置）會被儲存在輸入堆疊中，以便 TeX 日後能回到那個精確位置（在一個 `.tex` 檔案中的位置，或詞元清單中的下一個詞元）。一旦新的輸入來源耗盡（例如，詞元清單中不再有更多詞元，或已到達檔案末尾），它就會從堆疊中彈出，而 `curinput` 會更新，以確保 TeX 恢復從先前的來源取得詞元。

## 更深入探究（選讀）

以下各節為喜歡細節的讀者提供額外的背景資訊。

### 真正的詞元清單

以下圖示是使用 Overleaf 為 Knuth 的 TeX 自訂編譯版所生成，該版本可存取 TeX 的內部資料與資料結構。這張詞元清單的示意圖建立在前面所示的簡化版本之上，並包含額外資料，例如顯示由 `\jobname` 其類別代碼為 12，而不是一般的 11。在這張圖中，「node」只是 TeX 用來指稱一個記憶體儲存單元的名稱。

![TeX 詞元清單內部](/files/3c766854a062d6dc89dd70ef9c6843c534773d4c)

### TeX 如何讀取並處理 \jobname

另外，為求完整，這裡提供一個 TeX 在偵測到時的「思考過程」概覽 `\jobname` 在我們的輸入中 `.tex` 檔案。在這張圖中，我們可以看到 TeX 如何偵測到跳脫字元（`\\` 其類別代碼為 0），處理字元序列 `jobname`，產生一個詞元，並查找該 `\jobname` 指令的含義，而 TeX 會發現其命令代碼 > 100，表示它是一個可展開命令。

![TeX 如何掃描並處理 \jobname](/files/1f102d2820cd30d672426d35bbbb1f3326d6e438)

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