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\mathchoice 的正确使用

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\mathchoice 的正确使用

我正在尝试学习如何使用\mathchoice。

在解决方案发布之前\fbox 的非侵入式替代品？，我尝试使用mathchoice来调整参数的大小，然后测量其高度、深度和宽度。为了简单起见，我首先定义：

\newcommand{\SetHeightDepthWidth}[1]{%          
    \settoheight{\fillbox@height}{#1}%   
    \settodepth{\fillbox@depth}{#1}%     
    \settowidth{\fillbox@width}{#1}%     
}%

然后将宏的开头调整\fillbox为：

\newcommand{\fillbox}[1]{%
  \ifmmode%                                             
    \mathchoice%                                        
        {\SetHeightDepthWidth{$\displaystyle#1$}}%      
        {\SetHeightDepthWidth{$\textstyle#1$}}%         
        {\SetHeightDepthWidth{$\scriptstyle#1$}}%       
        {\SetHeightDepthWidth{$\scriptscriptstyle#1$}}% 
  \else%                                                
    \SetHeightDepthWidth{#1}%                           
  \fi%

进行这些更改之前，输出为：

在此处输入图片描述

但通过上述改变我得到了：

在此处输入图片描述

那么，发生了什么？在我看来，这似乎是与分组相关的一些问题，因为需要额外的括号组来将四个参数传递给\mathchoice，但不知道如何修复它。它的\mathchoice行为确实与许多其他类型的条件宏不同，例如\iftoggle{condition}{code if true}{code if false}来自这etoolbox​？

代码：

新代码被标记，旧代码保留注释，以简化比较。

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}

\makeatletter
  \newlength\fillbox@height%
  \newlength\fillbox@depth%
  \newlength\fillbox@width%
  \newcommand{\SetHeightDepthWidth}[1]{%   new
      \settoheight{\fillbox@height}{#1}%   new
      \settodepth{\fillbox@depth}{#1}%     new
      \settowidth{\fillbox@width}{#1}%     new
  }%

  \newcommand{\fillbox}[1]{%
  \ifmmode%                                             new
    \mathchoice%                                        new
        {\SetHeightDepthWidth{$\displaystyle#1$}}%      new
        {\SetHeightDepthWidth{$\textstyle#1$}}%         new
        {\SetHeightDepthWidth{$\scriptstyle#1$}}%       new
        {\SetHeightDepthWidth{$\scriptscriptstyle#1$}}% new
  \else%                                                new
    \SetHeightDepthWidth{#1}%                           new
  \fi%                                                  new
  %\ifmmode%
  %  \settoheight{\fillbox@height}{$#1$}%
  %  \settodepth{\fillbox@depth}{$#1$}%
  %  \settowidth{\fillbox@width}{$#1$}%
  %\else%
  %  \settoheight{\fillbox@height}{#1}%
  %  \settodepth{\fillbox@depth}{#1}%
  %  \settowidth{\fillbox@width}{#1}%
  %\fi%
  \raisebox{-\fillbox@depth}{%
    \begin{tikzpicture}[scale=1]
    \pgfsetfillcolor{yellow!90!red}
    \pgfsetfillopacity{0.5}
    \pgfsetrectcap
    \fill (0,-\fillbox@depth) rectangle (\fillbox@width,\fillbox@height);
    \pgfsetfillcolor{yellow!50!black}
    \pgfsetfillopacity{1}
    \fill (0,-\fillbox@depth)
          rectangle (\fillbox@width,-\fillbox@depth+.1pt);
    \fill (0,\fillbox@height)
          rectangle (\fillbox@width,\[email protected]);
    \fill (0,-\fillbox@depth)
          rectangle (.1pt,\fillbox@height);
    \fill (\fillbox@width,-\fillbox@depth)
          rectangle (\[email protected],\fillbox@height);
    \end{tikzpicture}%
    \kern-\fillbox@width%
  }%
  #1%
}
\makeatother

\begin{document}

\vskip1em
$\fillbox{p}_{\fillbox{x}}
  \mathrel{\stackrel{\fillbox{_{~+}}}{\fillbox{\leftarrow}}}
  \fillbox{(}\fillbox{\frac{\fillbox{1}}{\fillbox{2}}}\fillbox{\cdot}
  \fillbox{a}_{\fillbox{x}}\fillbox{\cdot}%
  \fillbox{\Delta}\fillbox{t}^{\fillbox{2}}\fillbox{)} \fillbox{+}
  \fillbox{(}\fillbox{v}_{\fillbox{x}}\fillbox{\cdot}%
  \fillbox{\Delta}\fillbox{t}\fillbox{)}$\fillbox{;}\par
$\fillbox{v}_{\fillbox{x}}
  \mathrel{\stackrel{\fillbox{_{~+}}}{\fillbox{\leftarrow}}}
  \fillbox{a}_{\fillbox{x}}\fillbox{\cdot}%
  \fillbox{\Delta}\fillbox{t}$\fillbox{;}\par
%    
%            This section is not relevant to the problem here.
%\vskip1em
%$p_x \mathrel{\stackrel{_{~+}}{\leftarrow}}
%  (\frac{1}{2}\cdot a_x\cdot\Delta t^2) + (v_x\cdot\Delta t)$;\par
%$v_x \mathrel{\stackrel{_{~+}}{\leftarrow}} a_x\cdot\Delta t$;\par
%
\end{document}

答案1

我所知道的一切都是\mathchoice从上面 David Carlisle 的答案中学到的。他解释得非常好。所以这个答案并不是试图取代那个答案，而是要扩大它。他的关键短语激发了我的灵感，即“\mathchoice{a}{b}{c}{d}在 tex 中是无法区分的\hbox{a}\hbox{b}\hbox{c}\hbox{d}”，这让我明白要排版的宏必须与\mathchoice调用一起进行。

因为他的回答非常简洁，所以我花了一段时间才明白如何\mathchoice以更复杂的方式使用它。为此，我提供了\MS获取/保存当前数学样式并执行其参数的命令。该命令\SavedMathStyle可以在参数中用于在调用时调用数学样式。

该命令\MS可以嵌套（递归）方式使用，具体取决于是否希望在外部调用的参数中重置已保存的数学样式。此解决方案的关键特性是，在参数中，宏\SavedMathStyle将调用与该嵌套调用级别相关的数学样式。为了更加强调这一点，我创建了一个示例，其中我将材料放在数学模式下的框内，否则原始数学样式显然会丢失。

\documentclass{article}
\usepackage{graphicx}
\makeatletter
\def\@mstyleD{\displaystyle}
\def\@mstyleT{\textstyle}
\def\@mstyleS{\scriptstyle}
\def\@mstyles{\scriptscriptstyle}
%
\def\SavedMathStyle{\csname @mstyle\m@switch\endcsname}
%
\newcommand\MS[1]{\mathchoice%
  {\edef\m@switch{D}#1}%
  {\edef\m@switch{T}#1}%
  {\edef\m@switch{S}#1}%
  {\edef\m@switch{s}#1}%
}
%
% A SAMPLE COMMAND
\newcommand\mycmd[2]{\SavedMathStyle#2+\fbox{$\SavedMathStyle\frac{#1}{1+#2}$}}
%
\makeatother
\begin{document}

Inline \(\MS{\mycmd{x}{z}}\) test

displaystyle test\[\MS{\mycmd{x}{z}}\]

Recursive test (resetting mathstyle):\[\MS{\mycmd{\MS{\mycmd{x}{z}}}{y}}\]

Remaining examples keep original mathstyle throughout recursion.

Recursive test:\[\MS{\mycmd{\mycmd{x}{z}}{y}}\]

scriptsize test:\[x_{\MS{\mycmd{\mycmd{x}{z}}{y}}}\]

scriptscriptsize test:\[x_{y_{\MS{\mycmd{\mycmd{x}{z}}{y}}}}\]

Inline \(\MS{\mycmd{\mycmd{x}{z}}{y}}\) test

\end{document}

在此处输入图片描述

作为后续，我想解决 Peter Grill 的担忧。首先，我要说的是，我（截至今天）已在软件包的 V1.5 中采用了这种方法scalerel，因为使用mathstyle软件包会导致不兼容（（非致命但有症状） amsmath 和 mathstyle 包的冲突）。在scalerel实现中，调用命令已被命名\ThisStyle，调用命令也已被命名\SavedStyle（因此，对于在这个问题的过程中命名法的改变，我深表歉意）。以下示例

\documentclass{article}
\usepackage{scalerel}
\begin{document}

\[
\ThisStyle{
  \frac{x}{y}\scriptstyle
  \ThisStyle{\left(
    \frac{y}{z}\SavedStyle\frac{y}{z}
  \right)}
  \SavedStyle\frac{p}{q}
}
\]

\end{document}

显示此结果

在此处输入图片描述

我们看到，外部调用\ThisStyle是在 中进行的\displaystyle，内部调用 是在 中进行的\scriptstyle。在内部调用中，\SavedStyle部署了\scriptstyle，而在外部调用中，部署了\displaystyle，甚至后不同风格的嵌套调用。

答案2

\mathchoice行为在数学列表的末尾 当 TeX 通过将数学框放在正确的位置来制作水平列表时。因此，“选择”发生在您尝试使用长度之后。（它们被设置为一个组并保留为零，但您不能简单地进行全局分配，因为时间完全错误。）

查看\mathchoice（或其包装器）的任何用途\mathpalette) 的任何用途。通常的做法是，您需要将整个命令包括其所有参数，因此，为了简单起见，使用 fbox：

\def\fa#1{%
\mathchoice
  {\fbox{$\displaystyle#1$}}%
  {\fbox{$\textstyle#1$}}%
  {\fbox{$\scriptstyle#1$}}%
  {\fbox{$\scriptscriptstyle#1$}}}

可以工作，尽管通常可以通过定义一个辅助宏来简化操作，该宏将数学样式作为参数，例如在\smash数学模式中的 latex.ltx 中使用此形式，它是将（例如）作为附加参数\mathsm@sh的版本。因此，类似\smash\scriptstyle

\def\xfb#1#2{\fbox{$#1#2$}}

\def\fb{\mathpalette\xfb}

或者你可以让 AMS 来照顾你

\usepackage{amsmath}

\def\fc#1{\text{\fbox{$#1$}}}

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