唠唠闲话

正则表达式是一个很强大的字符串处理工具，几乎任何关于字符串的操作都可以使用正则表达式来完成。本篇用 Python 的正则表达式编写 LaTeX 工具。

LaTeX 表格

示例

  1. 生成前 8 阶二项式系数表格的 LaTeX 代码

  2. 方法一，使用 LaTeX 的 table 环境

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    from mylatex import latex_table
    n = 8
    title = ["(m,n)"] + list(range(1,n+1))
    mat = [ [j] + [binomial(j,i) for i in range(1,n+1)] for j in range(1,n+1)] # binomial 为 sagemath 自带函数
    latex_table(mat,title=title)

    输出效果：表格效果为首行深色，其余各行“灰白交替”
    binomial

  3. 方法二，使用 LaTeX 的 array 环境

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    from mylatex import latex_array_table
    n = 8
    title = ["(m,n)"] + list(range(1,n+1))
    mat = [ [j] + [binomial(j,i) for i in range(1,n+1)] for j in range(1,n+1)] # binomial 为 sagemath 自带函数
    latex_array_table(mat,title=title)

    输出效果：
    深度截图_选择区域_20220202104519

注：网页常用的 KaTeX 和 MathJax 均不支持 table 环境，此时可用 array 来显示表格。

表格语法

  1. 示例一基于表格语法：

    • \begin{table} 表格环境
    • \begin{tabular} 表格内容
    • \scalebox{<放缩比例>} 表格较大时，用于缩小
    • \hline 表格行线
    • \rowcolor{gray!50} 设置行颜色，!50 表示 50%
    • & 表格内容对齐符号

  2. 示例二基于 array 的语法，与上边类似。

Python 代码

  1. 方法一，使用 table 环境

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    import pyperclip # 用于复制的模块
    def latex_table(mat: list, title = None, scale: int = 1, copy: bool = True) -> str:
        """生成表格的 latex 代码

        Args:
            mat (list(list)): 表格内容
            title (list, optional): 表格标题，默认取 mat 首行
            scale (int, optional): 放大倍数. Defaults to 1.
            copy (bool, optional): 是否复制到剪贴板. Defaults to True.
        
        Returns:
            str: LaTeX 代码
        
        表格样式：
        - 表头深色，内容灰白相间
        - 文字居中
        - 带边框线
        """
        # 设置标题
        if title is not None: 
            mat = [title] + mat
        # 检查输入
        assert len(mat), "不能输入空列表"
        # 数据格式转字符串
        mat = [[str(i) for i in line] for line in mat] 
        # 行数，列数
        m,n = len(mat), len(mat[0]) 
        
        # 表格头部
        beg = r"""\begin{table}[h]
    \centering
    \scalebox{%.3f}{
    \rowcolors{2}{gray!25}{white}
    \begin{tabular}{|%s|}
    \rowcolor{gray!50}
    \hline
    """%(scale, 'c' * n)
        # 表格尾部
        end = '\n\\end{tabular}}\n\\end{table}'
        # 内容部分
        content = "\n".join(["&".join(line) + r"\\\hline" for line in mat])
        
        # 首尾连接
        out = beg + content + end
        if copy: # 复制到剪贴板
            pyperclip.copy(out)
        return out

  2. 方法二，使用 array 环境

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    def latex_array_table(mat: list, title = None, copy: bool = True) -> str:
         """生成表格的 latex 代码

         Args:
             mat (list): 表格内容
             title ([type], optional): 表格标题，默认取 mat 首行
             copy (bool, optional): 是否复制到剪贴板. Defaults to True.

         Returns:
             str: LaTex 代码
         """

         # 设置标题
         if title is not None: 
             mat = [title] + mat
         # 检查输入
         assert len(mat), "不能输入空列表"
         # 数据格式转字符串
         mat = [[str(i) for i in line] for line in mat] 
         # 行数，列数
         n = len(mat[0]) 
         
         # 表格头部
         beg = """\\begin{array}{|c|%s|}\n\\hline\n"""%('c'*(n-1))
         # 表格尾部
         end = '\n\\end{array}'
         # 内容部分
         content = "\n".join(["&".join(line) + r"\\\hline" for line in mat])
         # 首尾连接
         out = beg + content + end
         if copy: # 复制到剪贴板
             pyperclip.copy(out)
         return out

注：封装成类，可以更灵活地定制样式，如果用得多了再来重写。

LaTeX 矩阵

示例

  1. 计算矩阵的 5 次幂，并导出 LaTeX 代码

    (123234456)\begin{align*} \left(\begin{array}{ccc} 1&2&3\\ 2&3&4\\ 4&5&6 \end{array}\right) \end{align*}

  2. 输入如下：

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    from mylatex import latex_matrix
    mat = matrix([[1,2,3],[2,3,4],[4,5,6]]) # matrix 为 sagemath 自带函数
    latex_matrix(list(mat^5))

  3. tex 代码效果：
    输出：
    matrix

注：示例为 sagemath 代码；实际上，sagemath 自带数据转 tex 格式，但样式固定。

函数代码

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def latex_matrix(mat: list, hrows = None, hcols = None, copy = True) -> str:
    """矩阵的 latex 代码

    Args:
        mat (list): 矩阵主体
        hrows (set, optional): 设置行线. Defaults to None.
        hcols (set, optional): 设置列线. Defaults to None.
        copy (bool, optional): 是否复制到剪贴板. Defaults to True.

    Returns:
        str: LaTeX 代码
    
    注：
        hrows = {0, 1} 代表顶行和第 1 行画线
    """
    # 检查输入
    assert len(mat), "输入为空矩阵"
    # 数据转字符串
    mat = [[str(i) for i in line] for line in mat]
    # 行数，列数
    m,n = len(mat), len(mat[0])
    # 设置列线
    if hcols is None:
        hcols = {}
    f = lambda i: '|c' if i in hcols else "c"
    # 设置行线
    if hrows is None:
        hrows = {}
    g = lambda i: r'\\\hline' if i in hrows else r'\\'
    
    # 头部
    s = "".join(f(i) for i in range(n))
    if n in hcols: # 设置列线
        s += '|'
    beg = r"""\begin{align*}
\left(\begin{array}{%s}
"""%s
    # 尾部
    end = "\n\\end{array}\\right)\n\\end{align*}"
    # 内容部分
    content = "\\hline\n" if 0 in hrows else ""
    content += "\n".join(["&".join(line) + g(i) for i, line in enumerate(mat)])
    
    # 输出结果
    out = beg + content[:-2] + end
    if copy: # 复制到剪贴板
        pyperclip.copy(out)
    return out

Markdown 表格

Markdown 语法参看这篇博客 ，因为与 LaTeX 编写思路类似，这里一并介绍。

示例

  1. 示例，打印表格，输入如下：

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    from mylatex import markdown_table, MDtable_to_array_table
    ### 方法一 指定 title ###
    content = [[1,2,3],[2,3,4]]
    title = ["a","b","c"]
    markdown_table(content,title=title)

    ### 方法二 不指定 title ###
    content = [["a","b","c"],[1,2,3],[2,3,4]]
    markdown_table(content)

  2. 显示效果：

    a b c
    1 2 3
    2 3 4

注：使用 MDtable_to_array_table 可将 markdown 的表格代码转为 array 形式

Python 代码

  1. 将列表转为 markdown 表格

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    def markdown_table(content: list, title = None, copy = True) -> str:
        """将列表转化为 Markdown 格式

        Args:
            content (list): 表格内容
            title (list, optional): 表格标题，默认取 mat 首行
            copy (bool, optional): 是否复制到剪贴板. Defaults to True.

        Returns:
            str: markdown 代码
        """
        ''''''
        # 表格第二行格式（居中）
        align = "|".join([":-:"] * len(content[0]))
        # 行内元素用 | 分割
        content = ["|".join(str(i) for i in line) for line in content] 
        # 设置标题
        if title is None: # 标题未定义，提取列表第一行作为标题
            title = content[0]
            content = content[1:]
        else:
            title = "|".join(str(i) for i in title)
        # 合并，导出文本
        txt = "\n".join([title, align, *content]) 
        if copy: # 复制到剪贴板
            pyperclip.copy(txt)
        return txt

  2. 将 markdown 表格转化为 LaTeX 的 array 表格

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    def MDtable_to_array_table(txt: str, copy: bool = True) -> str:
        """markdown 格式的字符串转化为数组形式

        Args:
            txt (str): [description]
            copy (bool, optional): 是否复制到剪贴板. Defaults to True.
            
        Returns:
            str: [description]
        """
        lines = txt.split("\n") # 按行拆分
        lines.pop(1) # 去掉格式行
        lines = [line.split("|") for line in lines]
        return latex_array_table(lines, copy=copy)

Dynkin 图

毕业论文要画很多图，之前用 tikz + python 写绘图工具，做了一部分。工具完整成型再放上来。