LaTeX 工具编写 | Python 实战

闲言碎语

正则表达式是一种功能强大的字符串处理工具，几乎所有关于字符串的操作都可以用它来实现。本篇将展示如何使用 Python 中的正则表达式来编写 LaTeX 工具。

闲言碎语

正则表达式是一种功能强大的字符串处理工具，几乎所有关于字符串的操作都可以用它来实现。本篇文章将展示如何使用 Python 中的正则表达式来编写 LaTeX 工具。

我们先展示效果，末尾再补充代码，将其写入 mylatex.py 即可使用本文的示例。

您提供的关于 LaTeX 矩阵与 Markdown 表格的代码及示例都很好，下面是一些润色建议，以便提升清晰度和可读性。

LaTeX 矩阵

示例

计算矩阵的 5 次幂，并导出 LaTeX 代码：

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

输入代码如下：

1
2
3

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

输出的 LaTeX 代码效果：

注：本例中使用的代码为 sagemath；实际上，sagemath 自带的功能可以输出 LaTeX 格式，不过样式较为固定。

函数代码

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

    Args:
        mat (list): 矩阵主体
        hrows (set, optional): 指定划线的行. 默认为 None.
        hcols (set, optional): 指定划线的列. 默认为 None.
        copy (bool, optional): 是否复制到剪贴板. 默认为 True.

    Returns:
        str: 生成的 LaTeX 代码
    
    注：
        hrows = {0, 1} 表示在顶行和第 1 行划线。
    """
    # 检查输入
    assert len(mat), "输入为空矩阵"
    # 将数据转化为字符串
    mat = [[str(i) for i in line] for line in mat]
    # 行数和列数
    m, n = len(mat), len(mat[0])
    # 设置列线
    hcols = hcols or set()
    f = lambda i: '|c' if i in hcols else "c"
    # 设置行线
    hrows = hrows or set()
    g = lambda i: r'\\\hline' if i in hrows else r'\\'
    
    # 头部
    col_format = "".join(f(i) for i in range(n))
    if n in hcols:
        col_format += '|'
    beg = r"""\begin{align*}
\left(\begin{array}{%s}
""" % col_format
    # 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:
        pyperclip.copy(out)
    return out

Markdown 表格

Markdown 语法请参阅这篇博客。下面我们讨论 Markdown 表格的生成方法，其与 LaTeX 的思路类似。

示例

打印表格，输入代码如下：

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

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

显示效果：

a b c

1 2 3

2 3 4

a	b	c
1	2	3
2	3	4

注：使用 MDtable_to_array_table 可将 Markdown 格式的表格代码转换为 LaTeX 的 array 形式

Python 代码

将列表转换为 Markdown 表格

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

    Args:
        content (list): 表格内容
        title (list, optional): 表格标题，默认为 content 的第一行
        copy (bool, optional): 是否复制到剪贴板. 默认为 True.

    Returns:
        str: 生成的 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:  # 未定义标题，默认取第一行为标题
        title = content[0]
        content = content[1:]
    else:
        title = "|".join(str(i) for i in title)
    # 合并并导出文本
    txt = "\n".join([title, align, *content])
    if copy:
        pyperclip.copy(txt)
    return txt

将 Markdown 表格转换为 LaTeX 的 array 表格

def MDtable_to_array_table(txt: str, copy=True) -> str:
    """将 Markdown 格式的字符串转换为 LaTeX 数组形式

    Args:
        txt (str): Markdown 表格字符串
        copy (bool, optional): 是否复制到剪贴板. 默认为 True.
        
    Returns:
        str: 生成的 LaTeX 代码
    """
    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)