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宏是否会在编译之前应用于源代码？

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宏是否会在编译之前应用于源代码？

我不知道这是不是真的。

  1. Latex 编译器首先运行该文档，并搜索所有的宏声明。

  2. 然后编译器浏览文档，将每个宏应用为字符串替换。

  3. 编译器编译应用了所有宏的文档。

如果这是真的，那么有没有办法得到第二步的输出？

答案1

(La)TeX 编译器只需运行一次即可。（不要将其与多次编译器运行混淆，多次编译器运行可能需要处理文档开头需要但稍后才定义的材料，例如目录中的条目。）

大多数控制序列（事物\name）都是宏，并且包含更多宏。一旦 TeX 看到它们，它们就会简单地扩展为替换文本。然后，替换文本或多或少地被处理为输入文件的一部分，并且包含的​​宏再次被扩展。只要发现不可扩展的东西，例如某些字符或 TeX原始（例如作业\def）必须执行由编译器执行。执行后，编译器继续扩展输入的其余部分，直到再次达到不可扩展的标记。当页面填满并发送出去等时，还会执行其他一些步骤。需要注意的是，所有步骤都在一次传递中发生，即文档的第一部分在文档末尾被读取之前就已经被扩展、执行、排版并刷新到输出文件中。

一本免费的在线书籍提供了更好的解释，其中还描述了 TeX 的“器官”，其中完成了不同的处理步骤“没有耐心的人可以尝试 TEX”，第 16 页：

TEX 的工作原理

为了有效地使用 TEX，了解 TEX 如何将输入转化为输出会有所帮助。你可以将 TEX 想象成一种有“眼睛”、“嘴巴”、“食道”、“胃”和“肠子”的有机体。有机体的每个部分都以某种方式转换其输入，并将转换后的输入传递到下一阶段。眼睛将输入文件转换为字符序列。嘴巴将字符序列转换为标记序列，其中每个标记要么是单个字符，要么是控制序列。食道将标记扩展为原始命令，它们也是标记。胃执行原始命令指定的操作，产生一系列页面。最后，肠将每页转换为 .dvi 文件所需的格式并将其发送到那里。这些操作在第 4 节“TEX 解剖”下有更详细的描述（第 46 页）。

答案2

不，它不是这样工作的。只有一次传递，并且执行宏扩展，直到剩下不可扩展的标记。宏可以是递归的（许多宏确实是递归的），但对于“普通”宏，通常有多个替换（更好的是扩展）。此外，宏甚至可以重新定义其他宏作为其工作的一部分，甚至是它们自己。

答案3

正如 egreg、Martin 和 Bruno 所说，答案是否定的。

有多种方法可以显示宏在 TeX 中如何扩展。

在（普通）TeX 中，你可以设置\tracingcommands、\tracingmacros、\tracingoutput等来跟踪 TeX 的工作方式。请参阅第 34 章TeX 按主题分类更多解释。例如：

\tracingmacros=1
\tracingcommands=1
\def\foo{foo}
\def\bar{(\foo)}

\bar

\bye

您将在文件中获得以下信息.log：

{垂直模式：\def}
{空格处 }
{\def}
{空格处 }
{\par}

\bar ->(\foo )
{人物 （}
{水平模式：字符（}

\foo ->foo
{\par}

\bye ->\par \vfill \supereject \end
{垂直模式：\par}
{\vfill}
......

在 LaTeX 中，你还可以使用trace包。例如：

\documentclass{article}
\usepackage{trace}
\begin{document}
\traceon
\def\foo{foo}
\def\bar{(\foo)}

\bar
\traceoff
\end{document}

您将获得以下输出：

{进入 \tracingonline=1}
{\def}
{更改 \foo=undefined}
{进入 \foo=macro:->foo}
{空格处 }
{\def}
{更改 \bar=macro:->\mathaccent "7016\relax }
{进入 \bar=macro:->(\foo )}
{空格处 }
{\par}

\bar ->(\foo )
{人物 （}
{水平模式：字符（}

\foo ->foo

答案4

这是与其他人给出的相同答案，但是从不同的角度。

作为 LaTeX 的新用户，很自然地会认为 TeX 是一种标记语言，主要由实际文本组成，偶尔会包含格式指令（\textbf、数学模式$...$等）和表示应缩写的长文本的宏。事实上，LaTeX 不遗余力地向用户呈现这种外观。

事实并非如此。诸如这样的指令\mymacro可能被定义为完全转换其后出现的文本，甚至改变 TeX 读取其输入的方式。最好将您编写的所有内容想象为告诉 TeX 如何排版的命令：字母告诉 TeX 排版自身，但宏（以及其他更可怕的东西）可以告诉它排版其他内容，也可以告诉它以完全不同的方式排版内容。

从这个角度来看，TeX 不可能对其输入进行简单的“替换运行”：宏可能意味着比简单的文本替换更为严重的事情，并且在它们被扩展之前无法分辨为了。此外，这种扩展的结果可能是排版命令，例如，\hbox这并不意味着扩展为纯文本，并且永远无法消除。作为一个例子，下面是该命令的含义\TeX：

T\kern -.1667em\lower .5ex\hbox {E}\kern -.125emX

它是一个“宏”，但它不只是说“写下字母 TeX”，而是描述了它们必须写得有多近（\kern）以及在什么高度（\lower），以便画TeX 徽标。这在纯文本文件中没有任何意义。

您可能对以下问题感兴趣能否使 LaTeX 产生文本输出？，尽管我担心答案并不令人鼓舞。

实际上，您的问题的答案是 TeX 文件的“完整扩展”是一个完成的文档，因为这是能够满足输入中表达的要求的最小格式。如果您知道文档仅包含纯文本（没有图片或符号），那么pdftotext可能会为您提供与您想要的合理的近似值。

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