如何在不使用专用包（如 siunitx）的情况下以科学计数法排版数字？

Question 1

对于给定的简单格式，一小段专用命令就可以获取数字。我在这里假设这些数字对于 TeX 的\number基元来说永远不会有太多的数字，我用它来修剪任何前导零。

\documentclass{article}
\makeatletter
\newcommand*{\num}[1]{%
 \ensuremath{%
   \num@auxi#1ee\stop
  }%
}
\newcommand*\num@auxi{}
\def\num@auxi#1e#2e#3\stop{%
  \ifx\relax#2\relax
    \expandafter\num@auxii
  \else
    \expandafter\num@auxv
  \fi
    {#1}{#2}%
}
\newcommand*\num@auxii[2]{%
  \num@auxiii#1EE\stop
}
\newcommand*\num@auxiii{}
\def\num@auxiii#1E#2E#3\stop{%
  \ifx\relax#2\relax
    \expandafter\num@auxiv
  \else
    \expandafter\num@auxv
  \fi
    {#1}{#2}%
}
\newcommand*\num@auxiv[2]{%
  \number #1 
}
\newcommand*\num@auxv[2]{%
  \number #1 \times 10^{\number #2 }%
}
\makeatother
\begin{document}
\num{9.386e-03}
\num{9.386E-03}
\num{9.386}
$\num{9.386e-03}$
\end{document}

如果你想保留前导零和任何前导+符号，代码可以稍微简化

\documentclass{article}
\makeatletter
\newcommand*{\num}[1]{%
 \ensuremath{%
   \num@auxi#1ee\stop
  }%
}
\newcommand*\num@auxi{}
\def\num@auxi#1e#2e#3\stop{%
  \ifx\relax#2\relax
    \expandafter\num@auxii
  \else
    \expandafter\num@auxiv
  \fi
    {#1}{#2}%
}
\newcommand*\num@auxii[2]{%
  \num@auxiii#1EE\stop
}
\newcommand*\num@auxiii{}
\def\num@auxiii#1E#2E#3\stop{%
  \ifx\relax#2\relax
    \expandafter\@firstoftwo
  \else
    \expandafter\num@auxiv
  \fi
    {#1}{#2}%
}
\newcommand*\num@auxiv[2]{%
  #1 \times 10^{#2}%
}
\makeatother
\begin{document}
\num{9.386e-03}
\num{9.386E-03}
\num{9.386}
$\num{9.386e-03}$
\end{document}

更复杂的解析是可能的siunitx，而不需要使用numprint这个软件包中提供了相当多这样的功能，并且这个软件包已经使用了很多年。

上面的代码是如何工作的？外部宏

\newcommand*{\num}[1]{%
 \ensuremath{%
   \num@auxi#1ee\stop
  }%
}

只需抓取整个输入，并将其插入到第一个内部宏之后\num@auxi。后者将寻找一个e，因此我们确保在ee输入后包含一个。（稍后我会回来解释为什么是两个e标记。）

\num@auxi接下来是宏观

\def\num@auxi#1e#2e#3\stop{%
  \ifx\relax#2\relax
    \expandafter\num@auxii
  \else
    \expandafter\num@auxv
  \fi
   {#1}{#2}%
}

这里我们有一个分隔宏。第一个之前的所有内容都e将被抓取为，介于和第二个之间的所有内容将被抓取为，#1直到的余数将被抓取为。结果有两种。如果原始输入包含，则将是尾数，将是指数并且是垃圾。另一方面，如果没有，则是整个数字并且为空。我们使用（如果为空则为真）进行测试并相应地进行分支。e#3\stop#3e#1#2#3e#1#2\ifx\relax#2\relax#2

如果e没有找到，则需要进行一些设置以再次执行相同的操作，但要寻找E。搜索完成后，我们有两个结果：一个没有指数的数字或一个有指数的数字。第一种情况由

\newcommand*\num@auxiv[2]{%
  \number #1 
}

由于我设置代码的方式，它接收两个参数，尾数和指数。我们知道后者是空的（它只是作为“丢弃”的），所以我们只需插入#1（尾数）。我在\number它前面已经包含了，这意味着 TeX 将“整理”输入，删除任何前导零或+符号。

如果有指数，则代码

\newcommand*\num@auxv[2]{%
  \number #1 \times 10^{\number #2 }%
}

被使用：这会插入尾数，然后插入格式正确的指数。我本可以将最后两个宏组合起来，并在#2其中进行测试，但我觉得使用单独的路径会更清晰。

你可能会想知道为什么我们

\def\num@auxi#1e#2e#3\stop{%

而不是只使用一个e（因为输入只能有一个）。这一切都归结为使测试尽可能短。使用定义

\def\num@auxi#1e#2\stop{%

你可能会认为我们会没事的。然而，有一个问题。如果我这样做

\num@auxi#1\stop

e并且输入中没有，那么 TeX 会抱怨，因为的参数\num@auxi无法正确匹配。因此我们需要这样做

\num@auxi#1e\stop

以确保始终有一个e要查找的。但是，如果输入还包含一个，e则\num@auxi最终会分裂，因此#1是尾数，但#2指数加上尾随的。我们可以允许这样做，这将是一个清理步骤，但使用两个标记并使用定义e更容易e

\def\num@auxi#1e#2e#3\stop{%

用作

\num@auxi#1ee\stop

e在这种情况下，如果输入中没有，我们将得到#1尾数，而#2和#3为空。另一方面，如果e输入中有，那么#1就是尾数，#2是指数，并#3清除杂散e（我们总是丢弃#3）。所以以这种方式工作，我们只需要一个宏来完成工作。

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