为什么\tikz@lib@spybox= \pgf@layerboxsaved@background？

Question

我正在做一个相当复杂的投影仪演示，有时我无法按照需要 使用\spy命令。TikZ

为了重现该问题，我想出了以下单帧示例（从PGF 手册)：

\documentclass{beamer}
\usepackage{etex}
\usepackage{tikz}
\usepackage{pgfplots}
\usetikzlibrary{backgrounds, decorations.fractals, spy}

\begin{document}

\begin{frame}[plain]
    \begin{tikzpicture}[spy using overlays={size=12mm}]
        \draw [decoration=Koch snowflake] decorate { decorate{ decorate{ decorate{ (0,0) -- (2,0) }}}};
        \spy [green,magnification=3] on (0.6,0.1) in node at (-0.3,-1);
        \spy [blue,magnification=5] on (1,0.5) in node at (1,-1);
        \spy [red,magnification=10] on (1.6,0.1) in node at (2.3,-1);
    \end{tikzpicture}
\end{frame}

\end{document}

经过这样的编译，放大的区域除了彩色背景外不会显示任何其他内容。

玩弄这段代码，我注意到任何下列修改可以解决问题：

• 把这一行放在一行\usepackage{pgfplots}后面\usetikzlibrary；
• 注释掉该\usepackage{etex}行；
• 不加载该backgrounds库；
• backgrounds将库作为最后一个加载。

显然，最后一种可能性非常适合我的问题（并且我已经在我的演示中采用了它），但我想更好地理解上面的代码中发生的情况。

1. 哪个角色做包裹etex并pgfplots玩游戏？
2. 为什么在存在这样的包的情况下，在加载backgrounds该包之前的库spy会导致放大的区域消失？
3. 更一般地说，为什么罐子TikZ里的库的顺序很\usetikzlibrary重要？我天真地猜测事实并非如此。

在发布问题之前搜索了一下，我发现在这个答案中一些关于图层如何工作的内容，但这并不能完全回答我的问题。

澄清：

在我的示例中，要生成单帧，不需要包etex和pgfplots以及库。但是，在我的演示中我需要它们。backgrounds

Answer 1

Beamer 和 pgfplots 与这个问题不太相关。下面是它出错的原因

• Beamer、pgfplots 和 Ti钾Z 将包括 PGF，而 PGF 将包括pgfcorelayers.code.tex。

• pgfcorelayers.code.tex有

  \let\pgf@newbox=\newbox
  

• eTeX 有

  \def\newbox{\alloc@4\box\chardef\insc@unt}
  

• backgrounds有

  \pgfdeclarelayer{background}
  

  这本质上

  \pgf@newbox\pgf@layerbox@background 
  \pgf@newbox\pgf@layerboxsaved@background
  

• spy有

  \newbox\tikz@lib@spybox
  

请注意，此时，\pgf@newbox不同于\newbox。事实证明\tikz@lib@spybox等于\pgf@layerboxsaved@background。因此，对背景层的操作可能会清理间谍框。

为什么\tikz@lib@spybox= \pgf@layerboxsaved@background？

在 TeX 中，只有 255 个盒子寄存器，它们\box0通过调用\box255。这非常不方便用户使用。因此，在 plain-TeX 中，Knuth 定义了一种语法\newbox\mybox。它的工作原理如下：

• \count14会计算有多少个盒子；
• \newbox将会加\count14一，令\mybox为\count14。

然而之间存在差异添加并分配和分配并添加. 这很像 C 语言

mybox = count14++;

不同于

mybox = ++count14;

因此，应该确保两者\pgf@newbox选择\newbox相同的方式。

顺便说一句：默认情况下，Box 寄存器分配（可能）会打印到日志文件中。如果你检查日志文件，你会看到类似以下内容的内容

\tikz@lib@spybox=\box38
\pgf@layerboxsaved@background=\box38

你就会知道有些事情出错了。

一些解决方法

• 如果你把 eTeX 放在 Ti 之前钾Z 和 pgfplots，两者\pgf@newbox将会\newbox相同，并且没有问题。然而，如果 Beamer 首先调用 PGF，则此方法不起作用。

• 如果你把 eTeX 放在 Ti 之后钾Z 和 pgfplots，两者\pgf@newbox将会\newbox相同，并且没有问题。然而\newbox，如果在包含 eTeX 之后使用声明任何框，则此方法不起作用。

• 如果放在spy前面backgrounds，那么间谍框与背景框就不同。然而backgrounds，如果使用之后声明任何框\newbox，它将与背景框相同。

• 据我对纯 TeX 的了解，一种安全的方法是尽早包含 eTeX，然后立即重新分配\let\pgf@newbox=\newbox。