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\newcommand 中的 LaTeX 循环

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\newcommand 中的 LaTeX 循环

我使用 LaTeX 已有大约一年的时间，每次写论文时，我都会尝试提高自己的知识水平，因此最近我一直在创建自己的命令以节省时间。我想知道是否可以使用 LaTeX 中的“for 循环”\newcommand以以下方式创建：

\newcommand{idmatrix}[1]

其中我的参数是大小n，然后它将打印一个nxn单位矩阵。这对于我想要显示矩阵计算但不必每次都使用\bmatrixetc 并创建 3x3 或 2x2 矩阵的方程式很有用。

答案1

以下是使用 LaTeX3 特性的实现。\idmatrix{n}第一次调用时会设置一个新的标记列表变量，其中包含用于生成矩阵的代码，以便可以重复使用而无需每次都构建它。

因此，\idmatrix{2}将构建令牌列表变量\g_julian_idmatrix_1_tl并使用它；后续调用\idmatrix{2}将只使用该变量。

\documentclass{article}
\usepackage{xparse}

\ExplSyntaxOn
\NewDocumentCommand{\idmatrix}{ m }
 {
  \justin_idmatrix:n { #1 }
 }

\cs_new_protected:Npn \justin_idmatrix:n #1
 {
  \tl_if_exist:cF { g_justin_idmatrix_#1_tl }
   {
    \justin_make_idmatrix:n { #1 }
   }
  \tl_use:c { g_justin_idmatrix_#1_tl }
 }

\cs_new_protected:Npn \justin_make_idmatrix:n #1
 {
  \tl_new:c { g_justin_idmatrix_#1_tl }
  \tl_gput_right:cn { g_justin_idmatrix_#1_tl }
   {
    \left[ % or the delimiter you like best
    % there's a column more for accommodating the empty value after the last 0& (or 1&)
    \begin{array}{ @{} *{#1}{c} @{} c @{} }
   }
  \int_step_inline:nnnn { 1 } { 1 } { #1 }
   {
    % At step k add k-1 zeroes
    \prg_replicate:nn { ##1 - 1 }
     {
      \tl_gput_right:cn { g_justin_idmatrix_#1_tl } { 0 & }
     }
    % Add a 1
    \tl_gput_right:cn { g_justin_idmatrix_#1_tl } { 1 & }
    % Add n - k zeroes
    \prg_replicate:nn { #1 - ##1 }
     {
      \tl_gput_right:cn { g_justin_idmatrix_#1_tl } { 0 & }
     }
    % End the line
    \tl_gput_right:cn { g_justin_idmatrix_#1_tl } { \\ }
   }
  \tl_gput_right:cn { g_justin_idmatrix_#1_tl }
   {
    \end{array}
    \right] % or the delimiter you like best
   }
 }

\ExplSyntaxOff

\begin{document}
\[
\idmatrix{1}\quad
\idmatrix{2}\quad
\idmatrix{3}\quad
\idmatrix{4}
\]
\[
\idmatrix{12}
\]
\end{document}

在此处输入图片描述

答案2

要回答你的问题，你只需要对所说的内容进行一点修改这里：

\documentclass{article}

\usepackage{amsmath,amssymb,mathtools}
\usepackage{ifthen}

\newcommand{\forLoop}[5][1]
{%
\setcounter{#4}{#2}%
\ifthenelse{ \value{#4} < #3 }%
{%
#5%
\addtocounter{#4}{#1}%
\forLoop[#1]{\value{#4}}{#3}{#4}{#5}%
}%
% Else
{%
\ifthenelse{\value{#4} = #3}%
    {%
    #5%
    }%
% Else
    {}%
}%
}

\newcounter{identRow}
\newcounter{identCol}
\newcommand{\idmatrixn}[1]
{
\begin{bmatrix}
\forLoop{1}{#1}{identRow}
    {
    \forLoop{1}{#1}{identCol}
        {
        \ifthenelse{\equal{\value{identRow}}{\value{identCol}}}{1}{0}
        \ifthenelse{\equal{\value{identCol}}{#1}}{}{&}
        }
    \\
    }
\end{bmatrix}
}

\begin{document}
\idmatrixn{10}
\end{document}

请注意，因为我注意到 bmatrix 环境不支持大于 10x m或m x 10的矩阵0<m<11。如果您需要更大的矩阵，您可以改用array以下方式：

\newcounter{identRow}
\newcounter{identCol}
\newcommand{\idmatrixn}[1]
{
\left[\begin{array}{*{#1}c}
\forLoop{1}{#1}{identRow}
    {
    \forLoop{1}{#1}{identCol}
        {
        \ifthenelse{\equal{\value{identRow}}{\value{identCol}}}{1}{0}
        \ifthenelse{\equal{\value{identCol}}{#1}}{}{&}
        }
    \\
    }
\end{array}\right]
}

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