使用索引的解决方案

Question

我正在使用 extbook 环境来创建解决方案手册。

我希望此文档有两个目录：其中一个以“传统方式”创建，即，\tableofcontents用于\section{}每个问题，并使hyperref目录可点击；另一个包含章节按主题排序。我正在编写解决方案的这组问题的问题是，问题按数字顺序排列，但具有相似数字的问题通常不是相似的主题。

举个例子，我的意思是：假设我有 3 个问题：问题 1 是关于加法的，问题 2 是关于乘法的，问题 3 是关于加法的。在传统的目录上，就像我现在拥有的那样，它会按页码对它们进行排序：问题 1 排在第一位，问题 2 排在第二位，问题 3 排在第三位。但是，我想创建另一个目录，让我可以按主题对它们进行分组：可能像这样：

添加

问题 1..... (页码)

问题 3.....（页码）

乘法

问题 2....（页码）

此外，我希望这两个目录都存在于同一个文件中。使用 LaTeX 可以实现吗？如果这是上一个问题的重复，请原谅 - 我是新手。

Answer 1

这个答案提供了几种可能的解决方案：第一个通过imakeidx包使用索引来按主题生成不同的划分；第二个和第三个选项使用类似 ToC 的机制：第二个用于\@starttoc生成多个 ToC（每个主题一个），第三个展示如何使用包提供的功能titletoc来实现所需的结果。

使用索引的解决方案

由于问题必须按照不同的类别进行排序，因此建议使用可用的索引功能之一。

下面我展示了一个使用imakeidx包。该示例考虑了四个不同的类别，并展示了该方法如何轻松概括。由于我们想要索引条目的特殊样式（类似于 ToC 条目），因此我们需要自定义样式，例如myright.ist下面的样式。

样式文件myright.ist：

% MakeIndex style file; page numbers flushed right and dot leaders
% between entries and page numbers
delim_0  "\\dotfill "
delim_1  "\\dotfill "
delim_2  "\\dotfill "

该文件本身：

\documentclass{article}
\usepackage{amsthm}
\usepackage[
  noautomatic
]{imakeidx}

\makeatletter
\xpatchcmd{\imki@putindex}
  {\immediate\closeout}
  {\ifimki@disableautomatic\else\immediate\closeout}
  {}{}
\xpatchcmd{\imki@putindex}
  {\endcsname}
  {\endcsname\fi}
  {}{}
\makeatother

\indexsetup{level=\subsection*,noclearpage,othercode={\parskip=5pt}}

\makeindex[
  name=add,
  title=Addition,
  columns=1,
  options=-s myright
]  %% Define new index of addition
\makeindex[
  name=mul,
  title=Multiplication,
  columns=1,
  options=-s myright
]  %% Define new index of multiplication
\makeindex[
  name=exp,
  title=Exponentiation,
  columns=1,
  options=-s myright
]  %% Define new index of exponentiation
\makeindex[
  name=sub,
  title=Subtraction,
  columns=1,
  options=-s myright
]  %% Define new index of subtraction

% Definition of the auxiliary environment for the questions
\theoremstyle{definition}
\newtheorem{que}{Question}

% Definition of the mian environment for the questions
% it writes an entry to the ToC; 
% it also writes an entry in the index specified in the mandatory argument 
\let\tmpa\relax
\newenvironment{question}[2][]
  {\begin{que}[#1]
  \gdef\tmpb{#2}
  \if\relax\detokenize{#1}\relax
    \gdef\tmpa{\relax}  
  \else
    \gdef\tmpa{~#1}
  \fi
  \addcontentsline{toc}{section}{Question~\theque.\tmpa}\ignorespaces
  }
  {\index[\tmpb]{Question~\theque.\tmpa}\end{que}}

% Simply produces a heading ''List of Topics'' formatted as unnumbered section
\newcommand\listoftopics{
  \section*{List of Topics}
}

\begin{document}

\tableofcontents
\listoftopics
\printindex[add]
\printindex[mul]
\printindex[exp]
\printindex[sub]

\clearpage

\begin{question}[Commutativity]{add}
Is addition of real numbers commutative?
\end{question}

\begin{question}[Commutativity]{sub}
Is subtraction of real numbers commutative?
\end{question}

\begin{question}[Associativity]{mul}
Is multiplication of quaternions associative?
\end{question}

\begin{question}[Inverse]{mul}
Does inverses for non-negative quaternions always exist?
\end{question}

\begin{question}[General properties]{exp}
Which are the general properties for exponentiation in the field of complex numbers?
\end{question}

\begin{question}{add}
Is addition of real numbers modulative?
\end{question}

\begin{question}[Modulative]{sub}
Is subtraction of real numbers modulative?
\end{question}

\end{document}

输出显示了一般目录和按主题划分的新问题列表：

解释和说明

代码包含一些一般性的解释性注释。

这个想法是使用imakeidx包裹。

为了提出这些问题，我使用了一个question用辅助que定理环境定义的环境，该环境使用定义amsthm，但同样的想法也适用（予以适当修改) 到环境的任何其他实现question。

编译说明：

该文档可以通过（至少）三种不同的方式处理；在所有情况下，请确保文件myright.ist位于 TeX 可以找到的地方（例如，当前工作目录）：

1- 运行：以以下方式makeindex处理您的文档（我们称之为）：topics.tex

    pdflatex topics
    makeindex -s myright.ist add.idx 
    makeindex -s myright.ist mul.idx 
    makeindex -s myright.ist exp.idx 
    makeindex -s myright.ist sub.idx 
    pdflatex topics

2- 使用arara：将以下几行添加到文档中并让其arara完成工作（感谢保罗塞雷达提出这个建议）：

    % arara: pdflatex
    % arara: makeindex: { style: myright, files: [ add.idx, mul.idx ] }
    % arara: makeindex: { style: myright, files: [ exp.idx, sub.idx ] }
    % arara: pdflatex

3- 从编辑器本身来看：在这种情况下，代码略有变化：

    \documentclass{article}
    \usepackage{amsthm}
    \usepackage[
      noautomatic% <---- A
    ]{imakeidx}

    \makeatletter
    \xpatchcmd{\imki@putindex}
      {\immediate\closeout}
      {\ifimki@disableautomatic\else\immediate\closeout}
      {}{}
    \xpatchcmd{\imki@putindex}
      {\endcsname}
      {\endcsname\fi}
      {}{}
    \makeatother

    \indexsetup{level=\subsection*,noclearpage,othercode={\parskip=5pt}} % <-----A

    \makeindex[
      name=add,
      title=Addition,
      columns=1,
      options=-s myright
    ]  %% Define new index of addition
    \makeindex[
      name=mul,
      title=Multiplication,
      columns=1,
      options=-s myright
    ]  %% Define new index of multiplication
    \makeindex[
      name=exp,
      title=Exponentiation,
      columns=1,
      options=-s myright
    ]  %% Define new index of exponentiation
    \makeindex[
      name=sub,
      title=Subtraction,
      columns=1,
      options=-s myright
    ]  %% Define new index of subtraction

    % Definition of the auxiliary environment for the questions
    \theoremstyle{definition}
    \newtheorem{que}{Question}

    % Definition of the mian environment for the questions
    % it writes an entry to the ToC; 
    % it also writes an entry in the index specified in the mandatory argument 
    \let\tmpa\relax
    \newenvironment{question}[2][]
      {\begin{que}[#1]
      \gdef\tmpb{#2}
      \if\relax\detokenize{#1}\relax
        \gdef\tmpa{\relax}  
      \else
        \gdef\tmpa{~#1}
      \fi
      \addcontentsline{toc}{section}{Question~\theque.\tmpa}\ignorespaces
      }
      {\index[\tmpb]{Question~\theque.\tmpa}\end{que}}

    % Simply produces a heading ''List of Topics'' formatted as unnumbered section
    \newcommand\listoftopics{
      \section*{List of Topics}
    }

    \begin{document}

    \tableofcontents
    \listoftopics
    \printindex[add]% <---- A
    \printindex[mul]% <---- A
    \printindex[exp]% <---- A
    \printindex[sub]% <---- A

    \clearpage

    \begin{question}[Commutativity]{add}
    Is addition of real numbers commutative?
    \end{question}

    \begin{question}[Commutativity]{sub}
    Is subtraction of real numbers commutative?
    \end{question}

    \begin{question}[Associativity]{mul}
    Is multiplication of quaternions associative?
    \end{question}

    \begin{question}[Inverse]{mul}
    Does inverses for non-negative quaternions always exist?
    \end{question}

    \begin{question}[General properties]{exp}
    Which are the general properties for exponentiation in the field of complex numbers?
    \end{question}

    \begin{question}{add}
    Is addition of real numbers modulative?
    \end{question}

    \begin{question}[Modulative]{sub}
    Is subtraction of real numbers modulative?
    \end{question}

    \printindex[add]% <---- B
    \printindex[mul]% <---- B
    \printindex[exp]% <---- B
    \printindex[sub]% <---- B

    \end{document}

• 首先，注释掉标记为 的行 % <---- A，并取消注释标记为 的行 % <---- B。处理文档。

• 注释掉标记为 的行 % <---- B，并取消注释标记为 的行% <---- A。处理文档。

\makeatletter之间的代码\makeatother实现了上面描述的第一种编译方法，并由埃格尔纠正中的一个错误imakeidx；在软件包的未来版本中，这个错误将被修复，并且该代码将不再需要。

使用列表的解决方案

使用\@starttoc

这个解决方案比我之前给出的要简单得多this answer。

这次的想法是使用与生成 ToC、LoF 和 LoT 相同的命令\@starttoc；编译过程比我的其他答案更简单：处理文档两次（因为任何标准 ToC、LoF 或 LoT 都需要它）。

\documentclass{article}
\usepackage{amsthm}
\usepackage{pgffor}
\usepackage{etoolbox}

% Definition of the auxiliary environment for the questions
\theoremstyle{definition}
\newtheorem{que}{Question}

% Definition of the mian environment for the questions
% it writes an entry to the ToC (optional argument); 
% it also writes an entry in the topic list specified in the mandatory argument 
\makeatletter
\let\tmpa\relax
\def\addtotoc#1{\addcontentsline{#1}{subsection}{Question~\theque.\tmpa}}
\newenvironment{question}[2][]
  {\begin{que}[#1]
  \if\relax\detokenize{#1}\relax
    \gdef\tmpa{\relax}  
  \else
    \gdef\tmpa{~#1}
  \fi
  \addcontentsline{toc}{section}{Question~\theque.\tmpa}%
  \if\relax\detokenize{#2}\relax
  \else
    \forcsvlist\addtotoc{#2}
  \fi\ignorespaces
  }
  {\end{que}}

% Produces a heading ''List of Topics'' formatted as unnumbered section
% and it also generates the list of questions sorted by topics
\newcommand\listoftopics[1]{
  \section*{List of Topics}
  \foreach \Title/\Name in {#1}
  {
    \subsection*{\Title}
    \@starttoc{\Name}
  } 
}
\makeatother

\begin{document}

\tableofcontents
\listoftopics{Addition/add,Multiplication/mul,Exponentiation/exp,Subtraction/sub}

\clearpage

\begin{question}[Commutativity]{add}
Is addition of real numbers commutative?
\end{question}

\begin{question}[Commutativity]{sub}
Is subtraction of real numbers commutative?
\end{question}

\begin{question}[Associativity]{mul}
Is multiplication of quaternions associative?
\end{question}

\begin{question}[Inverse]{mul}
Does inverses for non-negative quaternions always exist?
\end{question}

\begin{question}[Common properties]{mul,add,sub}
Which properties do addition, subtraction and multiplication of real numbers have in common?
\end{question}

\begin{question}[General properties]{exp}
Which are the general properties for exponentiation in the field of complex numbers?
\end{question}

\begin{question}{add}
Is addition of real numbers modulative?
\end{question}

\begin{question}[Modulative]{sub}
Is subtraction of real numbers modulative?
\end{question}

\begin{question}[Bonus]{}
Can you give an example of non-associative binary operation on the real numbers? 
\end{question}

\end{document}

解释和备注

• 现在，按主题生成列表的主要命令带有\listoftopics一个强制参数；此强制参数是一个逗号分隔的列表，列表形式为<title>/<name>，其中<title>是用作主题标题的字符串，<name>是用于生成列表（以及相关辅助文件的扩展名）的字符串。例如，在上面的代码中，要生成主题列表，只需调用

  \listoftopics{Addition/add,Multiplication/mul,Exponentiation/exp,Subtraction/sub}
  

• 用于排版>问题的环境具有语法

  \begin{question}[<note>]{<partial tocs>}
  contents
  \end{question}
  

  其中<note>是问题的可选注释，将在文档和一般目录中排版。是中使用的<partial tocs>一些 的逗号分隔列表；问题将列在与每个声明的 相关的主题中。例如，上例中的问题 5“常见属性”使用<name>\listoftopics<name>s

  \begin{question}[Common properties]{mul,add,sub}
  Which properties do addition, subtraction and multiplication of real numbers have in common?
  \end{question}
  

  如果强制参数为空，例如

  \begin{question}[<note>]{}
  contents
  \end{question}
  

  那么问题仅添加到一般目录中（参见示例代码中的问题 9“奖励”）。

• 使用的附加包pgffor用于轻松生成用于生成新主题列表的循环以及etoolbox用于写入多个主题条目的循环。

使用titletoc包：

这种方法使用titletoc，与上面的类似；但是，由于所有部分 ToC 使用的辅助文件titletoc是相同的，因此必须在这里做一些额外的工作，以便在必要时停止和恢复部分 ToC：

\documentclass{article}
\usepackage{amsthm}
\usepackage{pgffor}
\usepackage{titletoc}

% Definition of the auxiliary environment for the questions
\theoremstyle{definition}
\newtheorem{que}{Question}

% Definition of the mian environment for the questions
% it writes an entry to the ToC (optional argument); 
% it also writes an entry in the topic list specified in the mandatory argument 
\makeatletter
\let\tmpa\relax
\let\tmpb\relax
\newenvironment{question}[2][]
  {\if\relax\detokenize{#2}\relax
     \gdef\tmpb{\relax}  
   \else
     \resumecontents[#2]
     \gdef\tmpb{#2}  
   \fi  
   \begin{que}[#1]
   \if\relax\detokenize{#1}\relax
     \gdef\tmpa{\relax}  
   \else
     \gdef\tmpa{~#1}
   \fi
   \addcontentsline{toc}{section}{Question~\theque.\tmpa}\ignorespaces
  }
  {\end{que}\if\relax\tmpb\relax\else\stopcontents[\tmpb]\fi}

% Produces a heading ''List of Topics'' formatted as unnumbered section
% and it also generates the list of questions sorted by topics
\newcommand\listoftopics[1]{
  \section*{List of Topics}
  \foreach \Title/\Name in {#1}
  {
    %\subsection*{\Title}
    \startcontents[\Name]
    \printcontents[\Name]{l}{1}{\subsection*{\Title}}
    \stopcontents[\Name]
  } 
}
\makeatother

\titlecontents{lsection}
  [3.8em]
  {}
  {\contentslabel{2.3em}}
  {\hspace*{-2.3em}}
  {\titlerule*[1pc]{.}\contentspage}

\begin{document}

\tableofcontents
\listoftopics{Addition/add,Multiplication/mul,Exponentiation/exp,Subtraction/sub}

\clearpage

%\resumecontents[add]
\begin{question}[Commutativity]{add}
Is addition of real numbers commutative?
\end{question}
%\stopcontents[add]

\begin{question}[Commutativity]{sub}
Is subtraction of real numbers commutative?
\end{question}

\begin{question}[Associativity]{mul}
Is multiplication of quaternions associative?
\end{question}

\begin{question}[Inverse]{mul}
Does inverses for non-negative quaternions always exist?
\end{question}

\begin{question}[General properties]{exp}
Which are the general properties for exponentiation in the field of complex numbers?
\end{question}

\begin{question}{add}
Is addition of real numbers modulative?
\end{question}

\begin{question}[Modulative]{sub}
Is subtraction of real numbers modulative?
\end{question}

\begin{question}[Bonus]{}
Can you give an example of non-associative binary operation on the real numbers? 
\end{question}

\end{document}

Answer 2

要在单个文档中创建两个目录，请使用titletoc包。这是一个最小示例：

\documentclass{book}
\usepackage{titletoc}

\begin{document}

\begin{titlepage}
        This is the Title page.
\end{titlepage}

\startlist{toc}
\printlist{toc}{}{\section*{My  toc}}

\tableofcontents

\chapter{My 1st chapter}
\chapter{My 2nd chapter}
\chapter{My 3rd chapter}

\end{document}

关于按主题排序，请尝试阅读以下两篇文章：

• 如何在 ConTeXt 中按字母顺序排列整个文档的所有部分、章节、节和内容？（TeX.SX）
• 创建按字母顺序排列的章节列表？（LaTeX 社区）