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多点自动方程对齐

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多点自动方程对齐

当我需要写一个很长的方程式，或者把几个密切相关的多行方程式放在一个数字下时，对齐会变得很棘手，因为我需要多个对齐点，而且布局不一定是表格状的，因为彼此上方放置的“单元格”可能有不同的宽度。

我的问题：如何自动的LaTeX 方程式中可以实现多重对齐吗？我希望有不同的对齐符号，如 &1、&2 等，这样 &1 只与 &1 对齐，&2 只与 &2 对齐，依此类推。

\minalignsep通常，我通过设置to0pt并使用alignednested into来处理多重对齐equation（我定义了一个自定义环境来自动执行此操作）。当对齐点的数量因行而异时，对齐问题可以通过\mathrlapfrommathtools包来解决（此时解决方案已经不是自动的，因为\mathrlap必须在需要的地方手动放置 s）。有时这还不够，我需要使用嵌套aligned环境或其他东西。

一个例子（红线表示对齐点）：

在此处输入图片描述

您可以看到布局没有具有明确定义列的表格结构，它是一个“破碎”的表格，这就是为什么它需要嵌套的原因aligned。是的，我本可以将所有内容对齐到最左边的红线上，但看起来结构不太好。

这是由

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{mathtools}
\usepackage{environ}

\renewcommand\minalignsep{0pt}
\NewEnviron{eq}[1]
  {\begin{equation}
    \label{eq:#1}
     \begin{aligned}
       \BODY
     \end{aligned}
    \end{equation}}

\begin{document}

\begin{eq}{random_label}
        \Xi &= 666\sum_{i \in \{ \text{description of a set} \} } && (\text{a long prefactor})\\
        &&&\times (\text{a long expression})\\
        & \mathrlap{
            \begin{aligned}
                {}+ 666\sum_{i=0}^{\infty} &(\text{another long prefactor})\\
                &\times (\text{another long expression})
            \end{aligned}
           }
\end{eq}

\end{document}

相反，我宁愿写类似的东西

\begin{eq}{random_label}
        \Xi &1 = 666\sum_{i \in \{ \text{description of a set} \} } &2 (\text{a long prefactor})\\
        &2 \times (\text{a long expression})\\
        &1 + 666\sum_{i=0}^{\infty} &3(\text{another long prefactor})\\
        &3 \times (\text{another long expression})
\end{eq}

有没有简单的方法来实现这种语法，或者需要繁琐的自定义宏？

答案1

欢迎！我不了解您的环境，但只需align一个aligned就可以了

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\begin{document}
\begin{align}
        \Xi &= 666\sum_{i \in \{ \text{description of a set} \} }
        \begin{aligned}[t]
         & (\text{a long prefactor})\\
        &\times (\text{a long expression})\\
        \end{aligned}\notag\\
        &{}+ 666\sum_{i=0}^{\infty}
            \begin{aligned}[t]
                 &(\text{another long prefactor})\\
                &\times (\text{another long expression})
            \end{aligned}
\end{align}

\end{document}

在此处输入图片描述

答案2

你可以，但是你必须使用其他东西来\\分离各个块，我选择了\newblock。

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{xparse}

\ExplSyntaxOn

\NewDocumentEnvironment{eq}{mb}
 {
  \seq_set_split:Nnn \l__undefnick_eq_seq { \newblock } { #2 }
  \seq_map_function:NN \l__undefnick_eq_seq \__undefnick_eq_block:n
  \begin{equation}\label{eq:#1}\begin{aligned}
  \tl_use:N \l__undefnick_eq_tl
  \end{aligned}\end{equation}
 }{}

\seq_new:N \l__undefnick_eq_seq
\seq_new:N \l__undefnick_block_seq
\seq_new:N \l__undefnick_partial_seq
\tl_new:N \l__undefnick_eq_tl
\tl_new:N \l__undefnick_partial_tl
\tl_new:N \l__undefnick_last_tl

\cs_set_protected:Nn \__undefnick_eq_block:n
 {
  \seq_set_split:Nnn \l__undefnick_block_seq { \\ } { #1 }
  \int_compare:nTF { \seq_count:N \l__undefnick_block_seq = 1 }
   {% no inner block
    \tl_put_right:Nn \l__undefnick_eq_tl { #1 }
   }
   {% inner block, we need to detach the last item
    \seq_pop_left:NN \l__undefnick_block_seq \l__undefnick_partial_tl
    \seq_set_split:NnV \l__undefnick_partial_seq { & } \l__undefnick_partial_tl
    \seq_pop_right:NN \l__undefnick_partial_seq \l__undefnick_last_tl
    % add the first to items to the body
    \tl_put_right:Nx \l__undefnick_eq_tl { \seq_use:Nn \l__undefnick_partial_seq { & } }
    % start making the inner aligned
    \tl_put_right:Nn \l__undefnick_eq_tl { \begin{aligned}[t] }
    % reinstate the last item in the partial sequence
    \seq_put_left:Nx \l__undefnick_block_seq { & \exp_not:V \l__undefnick_last_tl }
    % add the inner block
    \tl_put_right:Nx \l__undefnick_eq_tl { \seq_use:Nn \l__undefnick_block_seq { \\ } }
    % finish the inner block
    \tl_put_right:Nn \l__undefnick_eq_tl { \end{aligned} \\ }
   }
 }

\ExplSyntaxOff

\begin{document}

\begin{eq}{random_label}
\Xi
&= 666\sum_{i \in \{ \text{some set} \} }
     & (\text{a long prefactor})\\
     & \times (\text{a long expression})
\newblock
&+ 666\sum_{i=0}^{\infty}
     &(\text{another long prefactor})\\
     &\times (\text{another long expression})
\end{eq}

\end{document}

在此处输入图片描述

答案3

这实际上是对@egreg 的评论，但是它太长了，不能算是评论。

我期望类似这样的算法：

  1. 检查公式是否具有以下形式：[某物] &[一个或多个数字] [某物] &[一个或多个数字] ... [某物]。如果不是，则发出错误。
  2. 找到换行符并将方程分成几行。
  3. 查找所有对齐符号，并按从左到右的顺序排列。如果存在矛盾的约束，则发出错误。示例：如果有三行带有对齐符号“&4 &1 &13”、“&1 &2 &3”和“&2 &4 &6”，则会出现错误，因为 &4 在 &1（第一行）的左侧，&1 在 &2（第二行）的左侧，&2 在 &4（第三行）的左侧，这是不可能的。
  4. 找到两个连续对齐符号之间每个“单元格”的宽度。
  5. 每个对齐符号对应于方程式最终布局中的一条假想垂直线。根据“单元格”宽度计算每对连续线之间的距离。例如，如果我们有三条线，形式为“&4 [smth 16mm wide] &1 [smth 5mm wide] &13”，“&1 [smth 7mm wide] &2 [smth 14mm wide] &3”，“&5 [smth 11mm wide] &4 [smth 24mm wide] &6”，则对齐点之间的距离将为“&5 11mm &4 16mm &1 5mm &13 24-16-5=3mm &6”。如果对齐点的图形有循环，则会出现矛盾的约束，并且应该发出错误。例如：三行 '&1 ... &2 ... &3'、'&4 ... &2 ... &5'、'&6 ... &5 ... &3'。其中有一个循环 '&2，第 1 行' - '&3，第 1 行' - '&3，第 3 行' - '&5，第 3 行' - '&5，第 2 行' - '&2，第 2 行' - '&2，第 1 行'。这应该是一个错误。
  6. 如果一行最左边的对齐符号之前有内容，则应右对齐，其他内容应左对齐。排版方程式时，使其左边界位于适当的位置，对齐点之间的距离为上一步中找到的距离。

但这似乎不太容易在 LaTeX 中实现。例如，当我尝试实现步骤 1 时，我发现\regex_match:nnTF不能用它来检查正则表达式是否匹配整个表达。

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