为什么添加 \cprotect\section{} 会导致 PDF 中的书签损坏？大量 hyperref 删除“\@ifnextchar”消息

Question 1

我认为\cprotect在当前上下文中使用构成了对宏的严重滥用。此外，正如您所发现的，它无法正常工作，因为 pdf 查看器程序的书签不再正确生成。

由于你使用的是 LuaLaTeX，我建议你采用不同的方法，即，设置一个在非常早期阶段运行的 Lua 函数，即在 TeX 开始其常规处理例程之前。通过将 Lua 函数分配给 LuaTeX 的process_input_buffer预处理器回调，它可以扫描\section、和的所有实例\subsection，并\subsubsection自动识别任何和所有内联数学材料实例并将这些实例放在\texorpdfstring指令中，本质上是“净化”数学表达式以供使用hyperref书签例程。例如，

\subsection{$x^2+y^2=z^2$}

将被“动态”替换为

\subsection{\texorpdfstring{$x^2+y^2=z^2$}{x2+y2=z2}}

和

\section{$\cos\left(A+B\right)$ \textcolor{red}{and} $\sin\left(A+B\right)$}

将被即时替换为

\section{\texorpdfstring{$\cos\left(A+B\right)$}{cos(A+B)} 
         \textcolor{red}{and}   
         \texorpdfstring{$\sin\left(A+B\right)$}{sin(A+B)}}

以下代码提供了两个 LaTeX 实用宏和两个 Lua 函数。这两个 LaTeX 宏分别称为\texorpdfOn和\texorpdfOff；它们用于激活和停用名为的 Lua 函数fix_headers。激活后，即分配给 LuaTeX 的process_input_buffer回调后，fix_headers将检查所有输入行；每次遇到\section、\subsection或\subsubsection或其“带星号”变体的实例时，Lua 函数接下来会通过搜索字符的对来检查该命令的参数是否包含内联数学材料$。如果匹配，则strip_math调用名为的辅助 Lua 函数来生成一个或多个实例

\texorpdfstring{$<unmodified math>$}{<sanitized math>}

\section在、\subsection等参数内。

这输入要求如下面所述：

每个分段命令及其参数必须位于同一输入行。这绝对是最严格的要求。
在任何给定的输入行中，都有最多一个\section、\subsection或\subsubsection或这些命令的带星号变体之一的实例。（这可能更像是一般的输入健全性检查。但是，我认为无论如何我都应该提一下。）
没有包含分段指令的逐字材料实例，而分段指令又包含内联数学材料。例如，没有的实例。（可以通过排除所有内联逐字材料和、和\verb+\subsection{$1+1=2$}+等环境的内容来放宽这一限制；如果在实践中存在这个问题，请提出新问题。或者，在到达逐字材料之前运行。稍后，退出逐字材料后，您可以再次运行。）verbatimVerbatimcomment\texorpdfOff\texorpdfOn
文档中没有名为等的命令\Xsection（\xyzsection此要求主要是为了编程方便。如果需要，可以放宽此要求，而无需做太多额外工作。）
\chapter和的参数\chapter*不包含内联数学材料。（此要求也可以放宽，不需要太多额外工作。）
字符$用于分隔节标题中的内联数学材料。（的实例\$，用于排版$ 象征本身就是允许的。
有无显示数学材料\section在、等论点中。特别是在、等论点中\subsection没有的实例。$$\section\subsection
\frac不允许使用嵌套表达式。\frac但是可以使用非嵌套表达式。以下形式的非嵌套表达式\frac{<numer>}{<denom>}在书签中显示为(<numer>)/(<denom>)。

我会祈祷这些输入要求不会太繁重。

% !TEX TS-program = lualatex
%% (compile twice to update the ToC and bookmarks)
\documentclass{book} % or some other suitable document class
\usepackage{luacode} % for 'luacode*' environment
\begin{luacode*}

function strip_math ( u ) 
  -- Drop the '$' delimiters:
  v = u:sub  ( 2 , -2 ) 
  -- Three types of math directives that need to be modified:
      -- directives that need to be removed, e.g, \left and \biggr
      -- directives that need to be modified, e.g., \mid and \prime
      -- all others: just remove the leading backslash (\cos,\int,\log, ...)
  -- Remove all fence-sizing instructions from the input stream:
  v = v:gsub ("\\m?left" , "" ) 
  v = v:gsub ("\\m?right", "" )
  v = v:gsub ("\\[bB]igg?[lrm]?" , "" )
  -- Replace "\frac{...}{...}" with inline-fraction notation:
  v = v:gsub ("\\frac%s-(%b{})%s-(%b{})" , "(%1)/(%2)" ) 
  -- Delete '_' and '^' characters from input stream:
  v = v:gsub ("[%_%^]" , "" )   
  -- Change '\mid' to '|'
  v = v:gsub ("\\mid" , "|" )
  -- Change \prime to '
  v = v:gsub ("\\prime" , "'" )
  -- Finally, change '\int' to 'int', '\sum` to 'sum', '\det' to 'det', etc.
  v = v:gsub ("\\(%a+)", "%1" ) 
  -- Return a "\texorpdfstring" directive:
  return "\\texorpdfstring{"..u.."}{"..v.."}"
end

function fix_headers ( s )
  s = s:gsub ( "(\\%l-section[%*]?)%s-(%b{})" ,
        function ( x , y )
        -- Set aside all instances of "\$" (if any):
        y = y:gsub ( "\\%$", "@@@@@@@@" )
        -- Apply 'strip_math' function if inline-math found: 
        y = y:gsub ( "%b$$" , strip_math )
        -- Restore instances of "\$":
        y = y:gsub ( "@@@@@@@@" , "\\$" )
        return x..y
        end )
  return s
end

\end{luacode*}
%% Define a couple of utility LaTeX macros:
\newcommand\texorpdfOn{\directlua{luatexbase.add_to_callback(
  "process_input_buffer", fix_headers , "fix_headers" )}}
\newcommand\texorpdfOff{\directlua{luatexbase.remove_from_callback(
  "process_input_buffer", "fix_headers" )}}  

\usepackage{amsmath,mleftright}
\usepackage{unicode-math}
\setmainfont{Baskerville 10 Pro} % pick a suitable text font
\setmathfont{Asana Math}[Scale=MatchLowercase] % pick a suitable math font

\usepackage{xcolor}
\usepackage[colorlinks,allcolors=blue,linktocpage]{hyperref}

\begin{document}
\texorpdfOn % Activate the Lua function 'fix_headers'

\setcounter{secnumdepth}{3} % just for this example
\setcounter{tocdepth}{3}

\tableofcontents

\chapter{AAA}
\section{$\cos\left(  A+B\right)  $ \textcolor{red}{and} $\sin\left(  A+B\right)  $}
\subsection{$\det\bigl(A\bigr)$}
\subsubsection{$\ln \mleft[x\mright]$}
\subsubsection{$x^2+y^2=z^2$}
\subsection{$\int f(x)\,dx$}
\section{\textcolor{violet}{Hello World}}
\section{$\frac{a+b}{c+d}$ or $\frac{u}{v}$}
\subsection{$1+1+1=3$, and \$1+\$1+\$1=\textdollar3}
\subsection{Solve numerically the ODE $u''''+u=f$ using\dots}
\end{document}

Answer

我认为\cprotect在当前上下文中使用构成了对宏的严重滥用。此外，正如您所发现的，它无法正常工作，因为 pdf 查看器程序的书签不再正确生成。

由于你使用的是 LuaLaTeX，我建议你采用不同的方法，即，设置一个在非常早期阶段运行的 Lua 函数，即在 TeX 开始其常规处理例程之前。通过将 Lua 函数分配给 LuaTeX 的process_input_buffer预处理器回调，它可以扫描\section、和的所有实例\subsection，并\subsubsection自动识别任何和所有内联数学材料实例并将这些实例放在\texorpdfstring指令中，本质上是“净化”数学表达式以供使用hyperref书签例程。例如，

\subsection{$x^2+y^2=z^2$}

将被“动态”替换为

\subsection{\texorpdfstring{$x^2+y^2=z^2$}{x2+y2=z2}}

和

\section{$\cos\left(A+B\right)$ \textcolor{red}{and} $\sin\left(A+B\right)$}

将被即时替换为

\section{\texorpdfstring{$\cos\left(A+B\right)$}{cos(A+B)} 
         \textcolor{red}{and}   
         \texorpdfstring{$\sin\left(A+B\right)$}{sin(A+B)}}

以下代码提供了两个 LaTeX 实用宏和两个 Lua 函数。这两个 LaTeX 宏分别称为\texorpdfOn和\texorpdfOff；它们用于激活和停用名为的 Lua 函数fix_headers。激活后，即分配给 LuaTeX 的process_input_buffer回调后，fix_headers将检查所有输入行；每次遇到\section、\subsection或\subsubsection或其“带星号”变体的实例时，Lua 函数接下来会通过搜索字符的对来检查该命令的参数是否包含内联数学材料$。如果匹配，则strip_math调用名为的辅助 Lua 函数来生成一个或多个实例

\texorpdfstring{$<unmodified math>$}{<sanitized math>}

\section在、\subsection等参数内。

这输入要求如下面所述：

每个分段命令及其参数必须位于同一输入行。这绝对是最严格的要求。
在任何给定的输入行中，都有最多一个\section、\subsection或\subsubsection或这些命令的带星号变体之一的实例。（这可能更像是一般的输入健全性检查。但是，我认为无论如何我都应该提一下。）
没有包含分段指令的逐字材料实例，而分段指令又包含内联数学材料。例如，没有的实例。（可以通过排除所有内联逐字材料和、和\verb+\subsection{$1+1=2$}+等环境的内容来放宽这一限制；如果在实践中存在这个问题，请提出新问题。或者，在到达逐字材料之前运行。稍后，退出逐字材料后，您可以再次运行。）verbatimVerbatimcomment\texorpdfOff\texorpdfOn
文档中没有名为等的命令\Xsection（\xyzsection此要求主要是为了编程方便。如果需要，可以放宽此要求，而无需做太多额外工作。）
\chapter和的参数\chapter*不包含内联数学材料。（此要求也可以放宽，不需要太多额外工作。）
字符$用于分隔节标题中的内联数学材料。（的实例\$，用于排版$ 象征本身就是允许的。
有无显示数学材料\section在、等论点中。特别是在、等论点中\subsection没有的实例。$$\section\subsection
\frac不允许使用嵌套表达式。\frac但是可以使用非嵌套表达式。以下形式的非嵌套表达式\frac{<numer>}{<denom>}在书签中显示为(<numer>)/(<denom>)。

我会祈祷这些输入要求不会太繁重。

% !TEX TS-program = lualatex
%% (compile twice to update the ToC and bookmarks)
\documentclass{book} % or some other suitable document class
\usepackage{luacode} % for 'luacode*' environment
\begin{luacode*}

function strip_math ( u ) 
  -- Drop the '$' delimiters:
  v = u:sub  ( 2 , -2 ) 
  -- Three types of math directives that need to be modified:
      -- directives that need to be removed, e.g, \left and \biggr
      -- directives that need to be modified, e.g., \mid and \prime
      -- all others: just remove the leading backslash (\cos,\int,\log, ...)
  -- Remove all fence-sizing instructions from the input stream:
  v = v:gsub ("\\m?left" , "" ) 
  v = v:gsub ("\\m?right", "" )
  v = v:gsub ("\\[bB]igg?[lrm]?" , "" )
  -- Replace "\frac{...}{...}" with inline-fraction notation:
  v = v:gsub ("\\frac%s-(%b{})%s-(%b{})" , "(%1)/(%2)" ) 
  -- Delete '_' and '^' characters from input stream:
  v = v:gsub ("[%_%^]" , "" )   
  -- Change '\mid' to '|'
  v = v:gsub ("\\mid" , "|" )
  -- Change \prime to '
  v = v:gsub ("\\prime" , "'" )
  -- Finally, change '\int' to 'int', '\sum` to 'sum', '\det' to 'det', etc.
  v = v:gsub ("\\(%a+)", "%1" ) 
  -- Return a "\texorpdfstring" directive:
  return "\\texorpdfstring{"..u.."}{"..v.."}"
end

function fix_headers ( s )
  s = s:gsub ( "(\\%l-section[%*]?)%s-(%b{})" ,
        function ( x , y )
        -- Set aside all instances of "\$" (if any):
        y = y:gsub ( "\\%$", "@@@@@@@@" )
        -- Apply 'strip_math' function if inline-math found: 
        y = y:gsub ( "%b$$" , strip_math )
        -- Restore instances of "\$":
        y = y:gsub ( "@@@@@@@@" , "\\$" )
        return x..y
        end )
  return s
end

\end{luacode*}
%% Define a couple of utility LaTeX macros:
\newcommand\texorpdfOn{\directlua{luatexbase.add_to_callback(
  "process_input_buffer", fix_headers , "fix_headers" )}}
\newcommand\texorpdfOff{\directlua{luatexbase.remove_from_callback(
  "process_input_buffer", "fix_headers" )}}  

\usepackage{amsmath,mleftright}
\usepackage{unicode-math}
\setmainfont{Baskerville 10 Pro} % pick a suitable text font
\setmathfont{Asana Math}[Scale=MatchLowercase] % pick a suitable math font

\usepackage{xcolor}
\usepackage[colorlinks,allcolors=blue,linktocpage]{hyperref}

\begin{document}
\texorpdfOn % Activate the Lua function 'fix_headers'

\setcounter{secnumdepth}{3} % just for this example
\setcounter{tocdepth}{3}

\tableofcontents

\chapter{AAA}
\section{$\cos\left(  A+B\right)  $ \textcolor{red}{and} $\sin\left(  A+B\right)  $}
\subsection{$\det\bigl(A\bigr)$}
\subsubsection{$\ln \mleft[x\mright]$}
\subsubsection{$x^2+y^2=z^2$}
\subsection{$\int f(x)\,dx$}
\section{\textcolor{violet}{Hello World}}
\section{$\frac{a+b}{c+d}$ or $\frac{u}{v}$}
\subsection{$1+1+1=3$, and \$1+\$1+\$1=\textdollar3}
\subsection{Solve numerically the ODE $u''''+u=f$ using\dots}
\end{document}

Question 2

该问题并不取决于特定的字体，而是取决于unicode-math。

使用\cprotect并不是解决方案：标题中没有任何逐字逐句的内容。

你可以逐步收集“有问题的”命令：

\documentclass[12pt]{book}

\usepackage{unicode-math}
\defaultfontfeatures{Scale=MatchLowercase}
%\setmathfont{Asana Math}
%\usepackage{Baskervaldx}

\usepackage{amsmath}
\usepackage{hyperref}

\pdfstringdefDisableCommands{%
  \def\sin{sin}\def\cos{cos}% <-- add here
  \let\left\relax
  \let\right\relax
}

\begin{document}
\tableofcontents

\chapter{A}
\section{$\cos\left(  A+B\right)  $ and $\sin\left(  A+B\right)  $}%

\subsection{C}
stuff
\subsection{D}
stuff

\end{document}

Answer

该问题并不取决于特定的字体，而是取决于unicode-math。

使用\cprotect并不是解决方案：标题中没有任何逐字逐句的内容。

你可以逐步收集“有问题的”命令：

\documentclass[12pt]{book}

\usepackage{unicode-math}
\defaultfontfeatures{Scale=MatchLowercase}
%\setmathfont{Asana Math}
%\usepackage{Baskervaldx}

\usepackage{amsmath}
\usepackage{hyperref}

\pdfstringdefDisableCommands{%
  \def\sin{sin}\def\cos{cos}% <-- add here
  \let\left\relax
  \let\right\relax
}

\begin{document}
\tableofcontents

\chapter{A}
\section{$\cos\left(  A+B\right)  $ and $\sin\left(  A+B\right)  $}%

\subsection{C}
stuff
\subsection{D}
stuff

\end{document}

Question 3

\cos 和 \sin 的问题可以通过使 \operator@font 更强大来解决。我在 unicode-math github 上为此开了一个问题https://github.com/wspr/unicode-math/issues/550

这解决了一问题，确实如此不是意味着每个数学运算都不会出错。

\documentclass[12pt]{book}

\usepackage{unicode-math}
\setmathfont{Asana Math}
\usepackage{hyperref}
\makeatletter
\ExplSyntaxOn
\cs_set_protected:Npn \operator@font
  {
    \__um_switch_to:n {literal}
    \__um_fontswitch:n { \g__um_operator_mathfont_tl }
  }
\ExplSyntaxOff
\makeatother
\begin{document}
\tableofcontents

\chapter{A}
\section{$\cos\left(  A+B\right)  $ and $\sin\left(  A+B\right)  $}%


\end{document}

通过使用以下选项加载 hyperref 可以避免 \zeta 和类似问题psdextra：

\documentclass{article}
\usepackage{unicode-math}
\usepackage[psdextra]{hyperref}

\begin{document}

\section{$\zeta$}

\end{document}

Answer

\cos 和 \sin 的问题可以通过使 \operator@font 更强大来解决。我在 unicode-math github 上为此开了一个问题https://github.com/wspr/unicode-math/issues/550

这解决了一问题，确实如此不是意味着每个数学运算都不会出错。

\documentclass[12pt]{book}

\usepackage{unicode-math}
\setmathfont{Asana Math}
\usepackage{hyperref}
\makeatletter
\ExplSyntaxOn
\cs_set_protected:Npn \operator@font
  {
    \__um_switch_to:n {literal}
    \__um_fontswitch:n { \g__um_operator_mathfont_tl }
  }
\ExplSyntaxOff
\makeatother
\begin{document}
\tableofcontents

\chapter{A}
\section{$\cos\left(  A+B\right)  $ and $\sin\left(  A+B\right)  $}%


\end{document}

通过使用以下选项加载 hyperref 可以避免 \zeta 和类似问题psdextra：

\documentclass{article}
\usepackage{unicode-math}
\usepackage[psdextra]{hyperref}

\begin{document}

\section{$\zeta$}

\end{document}

为什么添加 \cprotect\section{} 会导致 PDF 中的书签损坏？大量 hyperref 删除“\@ifnextchar”消息

平均能量损失

使用编译`lualatex`

更新以回答评论

记录发现的错误及解决方法

答案1

答案2

答案3

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答案1

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