所以我读过几次关于这个、关于“移动参数”和所有这些东西的文章。但这到底是什么意思？有人能用几句话解释一下 TeX 级别发生了什么，脆弱命令和强健命令之间有什么区别吗？此外，我们什么时候需要使用\protect以及为什么？
答案1
这里的关键概念是，当 TeX 处理输入时，它会做两件不同的事情，分别称为扩展和执行东西。通常，这些活动是交错的：TeX 接受一个标记（即，输入的基本部分），扩展它，然后执行它（如果可能）。然后它对下一个标记执行同样的操作。但在某些情况下，最明显的是，在写入文件时，TeX 只会扩展内容而不执行它们（当 TeX 读回文件时，结果很可能会被（重新扩展并）执行）。某些宏的正常运行依赖于某些内容的正确执行前下一个标记被扩展。这些标记被称为“脆弱的”，因为它们只能在正常（交错）模式下工作，而不能在仅扩展的上下文中工作（例如“移动参数”，这通常意味着写入文件）。
这就是总体情况。现在让我们给出“一些”更多细节。请随意跳到“实践中该怎么做” :)
扩张与执行
之间的区别扩张和执行有点武断，但根据经验法则：
- 扩张变化仅有的输入流，即“TeX 接下来要读取什么”；
- 执行力就是一切。
例如，宏是可扩展的（TeX 接下来将读取它们的替换文本），\input可扩展的（TeX 接下来将读取给定的文件）等等，\def不可扩展的（它改变了定义的宏的含义），\kern不可扩展的（它改变了当前段落或页面的内容）等等。
事情如何出错
现在，考虑一个宏\foo：
\newcommand\foo[1]{\def\arg{#1}\ifx\arg\empty T\else F\fi}
在正常上下文中，\foo{}给出T并foo{stuff}给出F。）在正常上下文中，TeX 将尝试扩展\def（不执行任何操作）然后执行它（\arg{#1}从输入流中删除并定义\arg），然后扩展下一个标记\ifx（删除并可能删除直到输入流中的\arg\empty匹配项的所有内容，但不包括匹配项），等等。\else
在仅扩展上下文中，TeX 会尝试扩展\def（不执行任何操作），然后扩展接下来的内容，即\arg。此时，任何事情都可能发生。也许\arg未定义，因此您会收到一条（令人困惑的）错误消息。也许它被定义为 之类的东西abc，因此\foo{}将扩展为\def abc{} F。将其写入文件时您不会收到错误，但读回时会崩溃。也许\arg定义为\abc，然后\foo{}会扩展为\def\abc{} F。然后，无论是写入还是读回，您都不会收到错误消息，但是您不仅会得到F您所期望的T，而且还会\abc得到 被重新定义，如果这是一个重要的宏，则这可能会产生各种后果（祝您好运能够追踪到这个错误）。
保护如何发挥作用
编辑以添加（不是原始问题，但有人在评论中问到）：那么如何工作\protect？好吧，在正常情况下，\protect扩展为\relax不执行任何操作。当 LaTeX（不是 TeX）命令即将在仅扩展模式下处理其参数之一时，它会更改\protect为基于的含义\noexpand，这避免了下一个标记的扩展，从而保护它免于被扩展但不执行。（有关完整详细信息，请参阅 source2e.pdf 中的 11.4。）
例如，使用\foo如上所述的方法，如果您尝试，\section{\foo{}}则会出现如上所述的混乱。现在，如果您这样做，\section{\protect\foo{}}那么当 LaTeX 打印章节标题时，它处于正常（交错）模式，\protect扩展为\relax，然后\foo{}正常扩展和执行，并且您会在文档中看到一个大 T。在 LaTeX 将章节标题写入.aux目录文件之前，它会更改\protect为\noexpand\protect\noexpand，因此\protect\foo会扩展为\noexpand\protect\noexpand\foo并\protect\foo写入辅助文件。当将辅助文件的该行移动到 toc 文件时，LaTeX 定义\protect为\noexpand，因此只会\foo写入 toc 文件。当最终以正常模式读取 toc 文件时，才\foo进行扩展和执行，并且您会再次在文档中看到一个 T。
你可以使用下面的文档，查看不带 和带有 的.aux和文件的内容。注意：（1）你需要手动运行文件，而不是或你的 IDE，后者可能一次运行多次，（2）在尝试非 ed 版本后，你将需要删除 toc 文件进行恢复。.toc\protectpdflatexlatexmk\protect
\documentclass{article}
\newcommand\foo[1]{\def\arg{#1}\ifx\arg\empty T\else F\fi}
\begin{document}
\tableofcontents
\section{\foo{}} % first run writes garbage to the aux file, second crashes
%\section{\protect\foo{}} % this is fine
\end{document}
有趣的事实：如果我们在 的定义中用替换 的每个出现，\arg则不受保护的版本将以不同的方式失败（如上所述）。\lol\foo
哪些宏是脆弱的
这是问题中比较简单（但定义明确）的部分。现在，困难的部分是：何时使用\protect？这要视情况而定。如果不查看其实现，您就无法知道宏是否脆弱。例如，\foo上面的宏可以使用可扩展技巧来测试是否为空，并且不会脆弱。此外，一些宏是“自发的”（例如，\protect用 定义的宏）。正如 Joseph 提到的，除非您（或另一个包）加载，否则它是脆弱的。（根据经验，大多数数学模式宏都是脆弱的。）此外，您无法知道特定宏是否尝试仅扩展其参数，但您至少可以确保所有移动参数在某个时候都会仅扩展。\DeclareRobustCommand\(fixltx2e
实践中该怎么做
因此，我的建议是：当您看到移动参数中或附近发生奇怪的错误时（即移动到文档另一部分的一段文本，如脚注（移动到页面底部）、章节标题（移动到目录）等），请尝试\protect执行其中的每个宏。这可以解决 99% 的问题。
（当你将这个技巧应用到同事的文章上时，你就会成为英雄，因为今天要交的文章却“神秘地”崩溃了：看他们的文档几秒钟，然后你会看到\section标题里有一个数学公式，说“\protect在这里添加一个”，然后回去工作，让他们称你为巫师。这是一个廉价的伎俩，但很有效。）
答案2
这里的关键概念是扩展。我将以一个假设的“脆弱”函数为例\foo，用于以下论证\section：
\section{Some text \foo[option]{argument}}
当 LaTeX 处理\section宏时，它会执行许多操作。其中之一就是将节名称的文本写入文件.aux。现在，这里的关键点是它\write有效地使用了原语：
\immediate\write\@auxout{Some text \foo[option]{argument}}
原\write语以与 相同的方式扩展其参数\edef。但是，我说过 是\foo“脆弱的”。这意味着尝试\edef这样做要么会导致错误，要么会导致错误的结果。一个典型的例子是任何带有可选参数的宏：这些宏的检测不能在 内扩展\edef。另一种情况是，某些东西将根据其在输入中的位置进行编号，这可能会导致输出中的编号错误。例如，参见http://texblog.net/help/latex/fragile.html有关脆弱宏的更多详细信息（但请注意fixltx2e包对其中的一些进行排序）。
当您使用 时\protect，它会阻止 TeX 在 期间扩展下一个标记\write。因此文本将“按给定”写入文件.aux。这当然要求您知道哪些函数需要保护。正如 TH 所指出的，它还需要正确使用\protected@write或\protected@edef才能正常工作。（这些宏的工作方式是通过改变 的定义来\protect实现所需的效果。因此在 内部\protected@edef， 的扩展\protect是\noexpand\protect\noexpand，例如。）
宏\DeclareRobustCommand在 LaTeX2e 中可用。这会在宏本身中添加一些自动保护，因此\protect不需要这样做。这在某些\protected@write情况下也有效。
这很好，但是更好的方法是 e-TeX 的\protected系统：
\protected\def\foo....
以这种方式定义的宏根本不会在或内部展开\edef，\write因为引擎本身知道不要管它们。这是etoolbox和xparse用于定义真正强大的宏。受引擎保护的宏完全不依赖 LaTeX2e 的机制，因此在普通的 中是安全的\edef。
答案3
这个问题也许最好通过一个例子来回答。考虑一下fragrance命令\title。以下是来自的相关定义latex.ltx：
\def\title#1{\gdef\@title{#1}}
\def\@title{\@latex@error{No \noexpand\title given}\@ehc}
\title{This is the title}现在想象一下，您在命令的参数中包含一个首先执行此参数的命令，然后将其写入辅助文件，或以其他方式“移动”它。我们可以运行一个交互式实验来查看会发生什么，使用\edef立即查看结果：
; latex
This is pdfTeX, Version 3.1415926-1.40.11 (TeX Live 2010)
restricted \write18 enabled.
**\relax
[…]
*\title{This is the title}
*\edef\foo{\title{This is the title}}
*\show\foo
> \foo=macro:
->\gdef This is the title{This is the title}.
<*> \show\foo
正如您所想象的（如果必须，请尝试一下），实际执行\foo不会像您在运行此实验之前所预期的那样进行。当然，问题是这个问题\@title扩大了。
要想知道它是如何\protect工作的，你可以做比跑步更糟糕的事情texdoc source2e并查看第 11.4 节，强大的命令和保护。
答案4
一些评论。
注意旧式强命令。
因为历史原因（？），一些命令是“旧式健壮的”（通常是在 e-TeX 可用之前写回的命令），一些是“新式健壮的”（使用 e-TeX 的\protected机制）。另请参阅这个问题
你可以分辨出哪一个是旧式健壮，哪一个是新式健壮，例如：
$ latexdef textbf
\textbf:
macro:->\protect \textbf
\textbf :
\long macro:#1->\ifmmode \nfss@text {\bfseries #1}\else \hmode@bgroup \text@command {#1}\bfseries \c
heck@icl #1\check@icr \expandafter \egroup \fi
如果有\protect，那么它就是旧式健壮的。
只有少数新型强健命令可用：
$ latexdef lfloor
\lfloor:
\protected macro:->\delimiter "4262304
$ latexdef AddToHook
\AddToHook:
\protected macro:->\__cmd_start:nNNnnn {mo+m}\AddToHook \AddToHook code {\__cmd_grab_m_1:w \__cmd_g
rab_D:w []\__cmd_grab_m_long:w }{}{}
您可以通过 来查看它们\protected。
问题是，如果某个命令是老式的健壮命令，那么不能在内部使用\write或\edef。
相反，分别有\protected@write和\protected@edef。但是没有\protected@immediate@write
，您需要自己定义一个。
命令如\hyphenation：
$ latexdef \hyphenation
\hyphenation:
\hyphenation
是“坚固的”（不可扩展的），因为它们是TeX 原语，所以他们在任何地方都是安全的。
对于用户定义的命令，\NewDocumentCommand会产生新式健壮命令，（几乎）其他所有内容都会产生旧式健壮命令。
$ latexdef -o '\DeclareRobustCommand\test{hello}' test #% this is old-style robust because it has "\protect"
\test:
macro:->\protect \test
\test :s?
\long macro:->hello
$ latexdef -o '\newcommand\test{hello}\MakeRobust\test' test #% identical to the above
\test:
macro:->\protect \test
\test :
\long macro:->hello
$ latexdef -o '\NewDocumentCommand\test{}{hello}' test #% this is new-style robust because it has "\protected macro"
\test:
\protected macro:->\__cmd_start_expandable:nNNNNn {}\test \test \test code ?{}
$ latexdef -p etoolbox -o '\newrobustcmd\test{hello}' test #% this is new-style robust
\test:
\protected\long macro:->hello
$ latexdef -o '\newcommand\test{hello}' test #% this is not robust
\test:
\long macro:->hello
并非所有命令都是脆弱的或强大的。
有以下几种命令我们不会说它们是脆弱的或者健壮的：
\verb或类似的命令，无论如何，它在命令参数中都不会起作用\protect。（备注：这些命令改变了猫码某些字符。您需要
cprotect或类似的，或者只需切换到等效的非 catcode 更改命令，例如\texttt)完全可扩展的命令，即旨在“返回结果”而不是排版/执行某些操作的命令。
无论是在仅扩展上下文还是在执行上下文中，此功能始终都会起作用。
定义。
（以“总体概述”术语来说，而不是以 TeX 原语术语来说。）
上面的答案很好地定义了脆弱的命令。
某些宏的正确操作依赖于在下一个标记展开之前正确执行某些操作。这些宏被称为“脆弱的”，因为它们仅在正常（交错）模式下工作，而不在仅展开的上下文中工作（例如“移动参数”，这通常意味着写入文件）。
换句话说，如果
- 它在排版环境中起作用
- 在仅扩展环境中使用时，它无法按预期工作。
相反，一个强有力的命令
- 在排版环境中工作
- 根本没有扩展在仅扩展上下文中。
（请记住，完全可扩展的命令既不脆弱也不强大。）
每个脆弱的命令都可以变得强健。
因此，原则上，使命令变得健壮并不是很难——只需延迟扩展它，直到它处于执行上下文中。
（作为比较，并非所有不可扩展的命令都可以扩展。）
如果你遇到“神秘错误”一些 LaTeX 内置命令，这是因为例如 LaTeX 团队没有使其变得健壮，很可能是因为历史原因。
（几十年前，需要一些额外的内存字节来增强命令的可靠性，而机器的内存是有限的。如今大多数命令已经变得强大，所以这种情况希望很少见。）
如果这是您自己的命令，请使用\DeclareRobustCommand或\NewDocumentCommand代替\def或\newcommand希望能解决问题。
或者如果它与其他一些库一起定义，例如tcolorbox 的\newtcbox其中\NewDocumentCommand不是一个选项，而是\MakeRobust（参见上面链接的答案中的示例。文档不知道在哪里，但它是 LaTeX 内置的），或etoolbox的\robustify。
为什么必须\section充分展开其论点？
或者：\section如果只是将内容写入未扩展的文件中，然后稍后执行它，不是更简单吗？
以前，我认为这是不可能的。（至少没有一些额外的编程努力，而且用 TeX 编程很困难。）
如今，在 e-TeX 中可以 \detokenize写入文件之前的参数，不会扩展任何内容；但是......
作为埃格指出除非用户明确注入扩展值，否则这将导致用户定义的计数器的值不正确，而这并不容易。
还引用了 Cyrus 在该答案下面的评论
TeX 允许用户扩展，但如果用户不想要，他们可以选择不扩展，使用
\protect或\DeclareRobustCommand。默认是扩展，所以需要额外的工作如果用户有其他需要的话。