晓查 乾明 发自 凹非寺
量子位 报告 | 公众号 QbitAI
又显现一位“神仙”本科生！
数学课上，全程键盘手打1700页笔记。
速度紧追老师板书，公式、图形一个不落。
效果？请看下图：
不仅排版媲美教科书，况且还能够批注，检索关键词……
笔记被他Po到网上之后，便引来海量围观。
不到一天，关联推文就已然有2000多赞，Hacker News论坛上盖了200多楼。
乃至有网友评论叫作：“你便是咱们必须的英雄！”
他是怎么做到的呢？奥密武器便是：LaTeX+Vim！
这位来自欧洲的小哥非常剧烈安利Vim文本编辑器，他说：
用LaTeX写数学公式，我选Vim编辑器。它强大、通用、可扩展性很强。只要是基于文本的任务我都用它，写代码、编辑LaTeX、写markdown都是。
虽然入门周期的学习曲线超级陡峭，但只要把握了基本的操作方式，就会欲罢不可。
下面就让咱们看一下他完成这一壮举的详细流程，文中说到的工具下载位置，咱们都附在了最后。
快速上手教程
咱们先瞧瞧小哥的工作环境配置。
他用Vim编辑LaTeX的场景，就像下面这般：
左边是Vim，右边是pdf阅读器Zathura，它亦有类似Vim的快捷键。
小哥用的操作系统是Ubuntu，运用bspwm做为窗口管理器。在Vim中，运用的LaTex插件是vimtex，它有语法高亮表示、目录视图、同步对象等功能。
而后，运用vim-plug做如下配置：
Plug lervag/vimtex
let g:tex_flavor=latex
let g:vimtex_view_method=zathura
let g:vimtex_quickfix_mode=0
set conceallevel=1
let g:tex_conceal=abdmg
最后两行掌控的是“隐匿”功能。开启了这个功能，除了你光标所在的那一行之外，文本里夹杂的LaTeX代码就都会隐匿或替换成其他符号。
例如说在下面动图里，隐匿了[，]，$之后，无了它们的干扰，全部文档就更易读。这个功能还会用∩替代\bigcap，∈替代\in等等。
设置完成，接下来就到了全部教程的精华所在：
用LaTeX记笔记，怎么才可像老师写板书同样快？
这便是片段（snippets）发挥功效地区了。
片段
片段是什么？
片段是一小段可复用的文本，由其他文本触发。
例如，输入sign，再按下Tab键，这个单词就会自动扩展为一段签名：
片段亦能够是动态的：输入today并按下Tab键，它就会变成当前的日期。
而输入box按Tab，就会显现一个框，还会随着输入文字自动变大。
片段，乃至能够嵌套在另一个片段里用：
怎么创建片段？运用UltiSnips
管理片段的插件UltiSnips，小哥是这般配置的：
关于sign片段的代码如下：
snippet sign "Signature"
Yours sincerely,
Gilles Castel
endsnippet
针对动态的片段，你能够将代码放在``之间， 在片段扩展的时候，就会运行。下面的例子，便是用 bash 格式化当前日期：date+%f。
snippet today "Date"
`date +%F`
endsnippet
你亦能够在!p ...代码块里运用Python，例如上面box片段的代码便是这般的：
snippet box "Box"
`!p snip.rv = ┌ + ─ * (len(t[1]) + 2) + ┐`
│ $1 │
`!p snip.rv = └ + ─ * (len(t[1]) + 2) + ┘`
$0
endsnippet
这些 Python 代码块将被变量 snip.rv 的值替换。在这些代码块中，你能够拜访代码段的当前状态，例如t[1]包括第1个制表位，fn是当前文件名等等。
LaTex片段
运用片段编写LaTeX，要比纯手工编写快得多。尤其有些非常繁杂的片段能帮你大大节约时间，有效防止抓狂。
下面是有些非常有用且容易上手的片段：
环境
想插进一个环境，只必须在一行的开头输入beg。而后键入环境的名叫作，这个名叫作在\end{}命令中亦是同样。按下Tab键，就能够将光标安置在新创建的环境中。
这个片段的代码如下：
snippet beg "begin{} / end{}" bA
\begin{$1}
$0
\end{$1}
endsnippet
其中，b暗示这个片段只会在代码行的开头展开，A表率自动展开，亦便是说不消按Tab键了。制表位(Tab stop)——亦便是你能够经过按Tab 和Shift+Tab转到的位置——用$1、 $2、......来暗示，最后一个用$0。
行内和数学表示
在记数学笔记的过程中，最常用的两个片段是mk和dm。
它们负责起步数学模式。第1个片段用于“行内数学”，第二个用于“表示数学”。
代码行内的数学片段是“智能的”：它晓得什么时候在$符号后面直接输入一个单词，它会自动加个空格。但倘若输入一个非单词的字符，它就不会添加空格了，例如在““$p$-value”状况下，是这般的：
这个片段的代码如下：
snippet mk "Math" wA
$${1}$`!p
if t[2] and t[2][0] not in [,, ., ?, -, ]:
snip.rv =
else:
snip.rv =
`$2
endsnippet
第1行末尾的w，寓意着这个片段会在单词边界处扩展，例如，hellomk不会扩展，然则hello mk会。
用于表示数学的片段更简单，亦更加方便；有了它，你可能再亦不会忘记用句号结束方程了。
代码：
snippet dm "Math" wA
\[
$1
.\] $0
endsnippet
小写和上标
另一个特别有用的片段便是下标。能够把a1改为a1，把a_12改为a{12}。
这个片段的触发器是运用正则表达式。有两种状况会扩展片段。一是你键入一个字符，后面跟着一个数字，例如[A-Za-z]\d；另一种是，一个字符后面有并跟着两个数字，例如[A-Za-z]\d\d。
当你运用括号将正则表达式的一部分装在一个组中时，例如(\d\d)，你能够在 Python中经过match.group (i)来运用它们扩展片段。
至于上标，能够运用td，它就会变成^{}。然而，针对平方、立方和其他有些平常的片段，能够运用专门的代码片段，如 sr、cb等等。
效果图：
代码：
snippet sr "^2" iA
^2
endsnippet
snippet cb "^3" iA
^3
endsnippet
snippet compl "complement" iA
^{c}
endsnippet
snippet td "superscript" iA
^{$1}$0
endsnippet
分数
分数是一个用起来最方便的一个片段，扩展的形式如下：
/ / → frac {}{}
3 / → frac {3}{}
4 pi ^ 2 / → frac {4 pi ^ 2}{}
(1 + 2 + 3) / → frac {1 + 2 + 3}{}
(1 + (2 + 3) /)→(1 + frac {2 + 3}{})
(1 + (2 + 3)) / → frac {1 + (2 + 3)}{
第1个片段的代码很简单：
snippet // "Fraction" iA
\\frac{$1}{$2}$0
endsnippet
第二个和第三个示例，能够运用正则表达式来匹配3/、4ac/、6pi^2/、a2/等表达式。
snippet ((\d+)|(\d*)(\\)?([A-Za-z]+)((\^|_)(\{\d+\}|\d))*)/ "Fraction" wrA
\\frac{`!p snip.rv = match.group(1)`}{$1}$0
endsnippet
看了上边这些，你可能觉得正则表达式太难了。不碍事，下面有一个解释得非常直观的图表：
在第四和第五种示例下，要换一种办法。运用UltiSnips的正则表达式引擎处理不了的，Python能够：
这儿最后要分享的关于分数的片段，能按照你的选取，来生成一个分数。
你能够先选取有些文本，而后按Tab键，继续输入、而后再按Tab键。
代码中，运用${VISUAL}变量来暗示所选的内容。
snippet / "Fraction" iA
\\frac{${VISUAL}}{$1}$0
endsnippet
Sympy和Mathematica
还有一个很酷但用得不多的片段，是运用Sympy来计算数学表达式。例如，输入sympy，而后按下Tab，能够扩展为sympy | sympy，输入sympy 1 + 1 sympy，按下Tab，能够扩展为2。
片段代码：
nippet sympy "sympy block " w
sympy $1 sympy$0
endsnippet
priority 10000
snippet sympy(.*)sympy "evaluate sympy" wr
`!p
from sympy import *
x, y, z, t = symbols(x y z t)
k, m, n = symbols(k m n, integer=True)
f, g, h = symbols(f g h, cls=Function)
init_printing()
snip.rv = eval(latex( + match.group(1).replace(\\, ) \
.replace(^, **) \
.replace({, () \
.replace(}, )) + ))
`
endsnippet
用Mathematica，亦能够做类似的事情：
片段代码：
priority 1000
snippet math "mathematica block" w
math $1 math$0
endsnippet
priority 10000
snippet math(.*)math "evaluate mathematica" wr
`!p
import subprocess
code = ToString[ + match.group(1) + , TeXForm]
snip.rv = subprocess.check_output([wolframscript, -code, code])
`
endsnippet
后缀片段
除了上边这些之外，后缀片段亦很值得分享。例如phat→hat{p}和zbar→overline{z}。还有类似的后缀向量，例如v,.→vec{v}和v.,→vec{v}。.和,的次序不碍事，因此能够同期按下它们两个。
这些片段真的能够节省时间，能够根据和老师写板书同样的次序来记。
重视，bar和hat前缀亦依然能够用，只要以较低的优先级添加它们就行。
这些片段的代码是：
priority 10
snippet "bar" "bar" riA
\overline{$1}$0
endsnippet
priority 100
snippet "([a-zA-Z])bar" "bar" riA
\overline{`!p snip.rv=match.group(1)`}
endsnippet
priority 10
snippet "hat" "hat" riA
\hat{$1}$0
endsnippet
priority 100
snippet "([a-zA-Z])hat" "hat" riA
\hat{`!p snip.rv=match.group(1)`}
endsnippet
snippet "(\\?\w+)(,\.|\.,)" "Vector postfix" riA
\vec{`!p snip.rv=match.group(1)`}
endsnippet
其他片段
另外，小哥还有大约100个常用的片段（下载位置附着文末），大都数都很简单。例如，输入!>变成\mapsto，输入->变成\to等等。
fun变成f: \R \to \R :，!>变成\mapsto，->变成\to，cc变成\subset。
lim变成\lim{n \to \infty}，sum变成\sum{n = 1}^{\infty}，ooo变成\infty。
特定课程的片段
除了有些常用的片段，亦能够针对特定的课程设定片段。例如，在量子力学这门课中，能够设定有些关于bra/ket符号的片段。
<a|→\bra{a} <ψ|→\bra{\psi}="" a="">→\ket{a}
|ψ>→\ket{\psi}
→\braket{a}{b}
代码：
snippet "\<(.*?)\|" "bra" riA
\bra{`!p snip.rv = match.group(1).replace(q, f\psi).replace(f, f\phi)`}
endsnippet
snippet "\|(.*?)\>" "ket" riA
\ket{`!p snip.rv = match.group(1).replace(q, f\psi).replace(f, f\phi)`}
endsnippet
snippet "(.*)\\bra{(.*?)}([^\|]*?)\>" "braket" riA
`!p snip.rv = match.group(1)`\braket{`!p snip.rv = match.group(2)`}{`!p snip.rv = match.group(3).replace(q, f\psi).replace(f, f\phi)`}
endsnippet
上下文
在编写这些片段时必须思虑的一件事是,“这些片段会与长与常用的文本冲突吗?”
例如，在英语中大大概72个单词包括sr，这寓意着当输入disregard这个词时，sr会扩展到^2，显现一个di^2egard。
这个问题的处理方法是，为代码片段添加上下文。
经过运用 Vim 的语法明显表示，能够确定UltiSnips是不是应该扩展片段，这取决于你运用的是数学还是文本。
global !p
texMathZones = [texMathZone+x for x in [A, AS, B, BS, C,
CS, D, DS, E, ES, F, FS, G, GS, H, HS, I, IS,
J, JS, K, KS, L, LS, DS, V, W, X, Y, Z]]
texIgnoreMathZones = [texMathText]
texMathZoneIds = vim.eval(map(+str(texMathZones)+", hlID(v:val))")
texIgnoreMathZoneIds = vim.eval(map(+str(texIgnoreMathZones)+", hlID(v:val))")
ignore = texIgnoreMathZoneIds[0]
def math():
synstackids = vim.eval("synstack(line(.), col(.) - (col(.)>=2 ? 1 : 0))")
try:
first = next(
i for i in reversed(synstackids)
if i in texIgnoreMathZoneIds or i in texMathZoneIds
)
return first != ignore
except StopIteration:
return False
endglobal
此刻，你能够将context “math()”添加到只期盼在数学上下文中展开的片段中。
context "math()"
snippet sr "^2" iA
^2
endsnippet
请重视,“数学上下文”是一个微妙的东西。 有时你能够运用\text{…}在数学环境中添加有些文本。在这种状况下，你不必须扩展片段。然则，在以下状况下: \[ \text{$...$} \]，它们能够扩展。 这便是为何math上下文的代码有点繁杂。下面的动图说明了这些微妙之处。
除了以上有些片段，你亦能够按照自己的必须，来自己添加有些插件或片段，来加强自己的效率。
用笔还是用电脑？
纯手打记下1700页数学笔记，awesome都不足形容了这位小哥了，堪叫作理工科学生中的“英雄”。
并非所有人都赞同小哥的做法，强大的高科技工具在传统面前常常会被质疑。
有部分网友认为手写比电脑打字印象深刻，况且要达到这位小哥的熟悉程度，恐怕LaTeX和Vim得练习好几年。
既然用笔更方便，为何还要用电脑来记笔记呢？原由很简单：字太丑！
倘若记下来的内容连自己看的欲望都无，怎么复习课堂笔记呢？最少用电脑记下来的排版工整，让人赏心悦目。
虽然国外网友争论不休，但在国内只要一个要求就能够彻底否决这个方法：不让带电脑进课堂。
对此，你怎么看？
工具传送门：
Linux和Mac系统自带Vim。
Windows用户安装Vim：
https://ftp.nluug.nl/pub/vim/pc/gvim81.exe
Vim插件管理：
https://github.com/junegunn/vim-plug
Vim上的LaTeX插件：
https://github.com/lervag/vimtex
窗口平铺管理器：
https://github.com/baskerville/bspwm
管理Vim片段工具：
https://github.com/SirVer/ultisnips
倘若你用不惯Vim，还有Emacs、Atom、VS Code、Sublime，它们都有LaTeX插件，总有一款文本编辑器适合你。
LaTeX平常数学符号输入办法：
https://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX/Mathematics
想要熟练更加多的LaTeX运用办法，就必须系统地学习，平时多加练习亦必不可少。
博文链接：
https://castel.dev/post/lecture-notes-1/
发表于 2024-8-17 10:18:31
