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如何在矩阵中创建优雅的条带区域以及对行和列进行编号

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如何在矩阵中创建优雅的条带区域以及对行和列进行编号

我想创建一个矩阵，该矩阵由带有条纹的区域（以表示它是全带状）和全为零的其他区域组成。我在其他帖子中看到了一些行和列编号，但我发现“数字”的大小通常与矩阵本身的元素一样大，这令人震惊。下图显示了我想要创建的预览。

在此处输入图片描述

我发现创建这样的东西极其困难，但是我现在明白，在 Latex 中一切皆有可能，关键是知道如何创建。

答案1

以下是改编版：

  1. 突出显示矩阵中的元素和
  2. 自定义和内置 TikZ 填充图案

其实现如下：

在此处输入图片描述

请注意，您可以用覆盖现有条目fill=white（如第一个示例所示）或将其留空，如第二个示例所示。

笔记：

  • 这确实需要两次运行：第一次计算框的位置，第二次将其绘制在正确的位置。
  • 由于这是使用的tikz，您可以自动获得固有的所有灵活性tikz，例如线条样式、线条粗细、线条颜色、填充等。这些可以传递给\DrawBox宏以自定义每个实例，或作为默认选项提供以保持一致性。

参考：

代码：

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{calc}
\usetikzlibrary{patterns}

%% https://tex.stackexchange.com/questions/54358/custom-and-built-in-tikz-fill-patterns
% defining the new dimensions and parameters
\newlength{\hatchspread}
\newlength{\hatchthickness}
\newlength{\hatchshift}
\newcommand{\hatchcolor}{}
% declaring the keys in tikz
\tikzset{hatchspread/.code={\setlength{\hatchspread}{#1}},
         hatchthickness/.code={\setlength{\hatchthickness}{#1}},
         hatchshift/.code={\setlength{\hatchshift}{#1}},% must be >= 0
         hatchcolor/.code={\renewcommand{\hatchcolor}{#1}}}
% setting the default values
\tikzset{hatchspread=20pt,
         hatchthickness=0.4pt,
         hatchshift=0pt,% must be >= 0
         hatchcolor=black}
% declaring the pattern
\pgfdeclarepatternformonly[\hatchspread,\hatchthickness,\hatchshift,\hatchcolor]% variables
   {custom north west lines}% name
   {\pgfqpoint{\dimexpr-2\hatchthickness}{\dimexpr-2\hatchthickness}}% lower left corner
   {\pgfqpoint{\dimexpr\hatchspread+2\hatchthickness}{\dimexpr\hatchspread+2\hatchthickness}}% upper right corner
   {\pgfqpoint{\dimexpr\hatchspread}{\dimexpr\hatchspread}}% tile size
   {% shape description
    \pgfsetlinewidth{\hatchthickness}
    \pgfpathmoveto{\pgfqpoint{0pt}{\dimexpr\hatchspread+\hatchshift}}
    \pgfpathlineto{\pgfqpoint{\dimexpr\hatchspread+0.15pt+\hatchshift}{-0.15pt}}
    \ifdim \hatchshift > 0pt
      \pgfpathmoveto{\pgfqpoint{0pt}{\hatchshift}}
      \pgfpathlineto{\pgfqpoint{\dimexpr0.15pt+\hatchshift}{-0.15pt}}
    \fi
    \pgfsetstrokecolor{\hatchcolor}
%    \pgfsetdash{{1pt}{1pt}}{0pt}% dashing cannot work correctly in all situation this way
    \pgfusepath{stroke}
   }

%% https://tex.stackexchange.com/questions/40028/highlight-elements-in-the-matrix
\newcommand{\tikzmark}[1]{\tikz[overlay,remember picture] \node (#1) {};}
\newcommand{\DrawBox}[4][]{%
    \tikz[overlay,remember picture]{
    \draw[draw=gray,  #1]
      ($(#2)+(-0.2em,0.9em)$) rectangle
      ($(#3)+(0.2em,-0.3em)$);
    \node at ($(#2)!0.5!(#3)$) {#4};
    }%
}



\begin{document}
\[
  M = \left[\begin{array}{*{13}{c}}
    0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 \\
    1 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 1 & 1 & 0 & 1 & 0 & 1 & 0 \\
    0 & \tikzmark{left 1}1 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 1 & 1 & 1 & 1 & 0 & 1 \\
    0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 1 & 0 & 0 & 0 \\
    0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 \\
    0 & 0 & 1 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 \\
    1 & 1 & 0 & 0 & 0 & 0\tikzmark{right 1} & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 \\
    0 & 1 & 1 & 0 & 0 & 0 & \tikzmark{left 2}           \\
    0 & 0 & 0 & 0 & 1 & 0 &                           \\
    1 & 1 & 1 & 0 & 0 & 0 &                           \\
    0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 &                           \\
    0 & 1 & 1 & 0 & 1 & 0 &                           \\
    0 & 0 & 1 & 0 & 0 & 0 & & & & & & & \tikzmark{right 2}
  \end{array}\right]
\]
\DrawBox[fill=white]{left 1}{right 1}{$\emptyset$}
\DrawBox[pattern=custom north west lines,]{left 2}{right 2}{}
\end{document}

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