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为什么 \expandafter 可以与 \uppercase 一起使用，但是却不能与 \textbf 一起使用？

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为什么 \expandafter 可以与 \uppercase 一起使用，但是却不能与 \textbf 一起使用？

为什么 \expandafter 可以与 \uppercase 一起使用，但不能与 \textbf 一起使用？

考虑以下 MWE：

\documentclass{article}

\begin{document}

\def\name{hello world}

\textbf\expandafter{\name}

\uppercase\expandafter{\name}

\end{document}

答案1

任何 TeX原始需要⟨一般文本⟩的函数有同样的特点：为了找到原语应该操作的标记，TeX 会执行宏扩展，忽略空格和\relax标记，直到找到{（意味着找到类别代码为 1 的明确字符标记或此类字符的标记\let）。

此外\uppercase​\lowercase​

  • ⟨token 变量⟩
  • \message和\errmessage
  • \write
  • \special
  • \mark和\marks（*）
  • \unexpanded（*）
  • \detokenize（*）
  • \scantokens（*）
  • \showtokens（*）
  • \expanded（*）

具有相同的属性。标有 (*) 的图元不在 Knuth TeX 中。请注意，⟨一般文本⟩ 必须以 ⟨右括号⟩ 结尾，这意味着明确的第 2 类字符标记。例如

\def\foo{{foo}}
\uppercase\foo
\uppercase\relax\foo

将导致打印FOOFOO，但请注意 定义中的内部括号\foo。使用

\uppercase\expandafter{\name}

类似：由于\expandafter是可扩展的，TeX 会执行相关操作，即扩展（一级）下一个标记（因此{跳过并\name扩展）并消失。因此主标记列表具有

\uppercase{hello world}

并\uppercase开始工作：TeX 查找匹配的}，将标记发送到肠胃，肠胃将应用\uccode等效项并将结果发送回主标记列表；\uppercase现在括号已经消失，结果是

HELLO WORLD

如果没有\expandafter，胃就会看到\name它什么也不做，因为没有字符标记，因此它会被不加改变地送回。

什么是 ⟨token 变量⟩？例如\everymath，

\everymath=\expandafter{\the\everymath ⟨other tokens⟩}

会将 ⟨其他标记⟩ 附加到 的当前内容中\everymath（=是可选的）。任何 ⟨标记参数⟩、\toks⟨number⟩命令和所有用 定义的标记\toksdef（通常通过 定义\newtoks）都是 ⟨标记变量⟩ 的实例；此外，在 TeXbook 第 275 页还列出了 的\everymath其他八个实例。⟨token parameter⟩

相反，\textbf从实际角度来看，这是一个带有一个参数的宏，因此根据 TeX 关于无界参数的规则，

\textbf\expandafter{\name}

将\expandafter作为参数，并且你将获得与

\textbf{\expandafter}{\name}

而这个动作\expandafter只是比平时提前\else或稍微扩大一点：\fi

\ifmmode
  \nfss@text
  {\bfseries\expandafter}% <--- from #1
\else
  \hmode@bgroup
    \text@command{\expandafter}% <--- from #1
    \bfseries\check@icl\expandafter % <--- from #1
    \check@icr
    \expandafter\egroup
\fi

（据我所知，\text@command{\expandafter}不会做任何危险的事情，但也不会做任何有用的事情）。严格来说，\textbf没有参数，但它的扩展是\protect\textbf•（项目符号表示名称中的空格）并且它\textbf•需要一个参数，但这与主题基本无关。

还请注意

\expandafter\uppercase\expandafter{\name}

以及

\expandafter\textbf\expandafter{\name}

但在前者中，第一个\expandafter是多余的，而在后者中两者都是多余的，因为\textbf本质上打开了一个组，其中\bfseries生效并且参数被排版，就像宏扩展一样。是的，\textbf从上面的代码中你可以看到，它还做了许多其他事情（用 替换前三个\expandafter标记\name），但我猜你\textbf只是举个例子。事实上，同样适用于每一个宏采取一个或多个参数。

答案2

在这种情况下，答案只是“考虑到内部实现，TeXbook 指出它会是”。

首先，\uppercase是一个原始的 TeX 命令，其语法是\uppercase ⟨general text⟩。因此，它将扩展输入流中的以下标记，直到找到一些{（任何具有 bgroup 含义的标记）。（TeXbook 第 24 章或https://tex.stackexchange.com/a/267413/250119）

在这种情况下\expandafter是必需的，因为否则\uppercase将应用于标记列表\name而不是标记列表hello world，这不会产生将里面的文本大写的预期效果。

也可以看看https://tex.stackexchange.com/a/199783/250119。

在另一种情况下\textbf定义为......

$ latexdef textbf

\textbf:
macro:->\protect \textbf  


\textbf :
\long macro:#1->\ifmmode \nfss@text {\bfseries #1}\else \hmode@bgroup \text@command {#1}\bfseries \check@icl #1\check@icr \expandafter \egroup \fi

鉴于 TeX 抓取未限定参数的规则，\expandafter将被抓取为参数，并且以下部分不会加粗。

备注：某些 LaTeX 命令的实现可能恰好\command \expandafter { ... }能够正常工作（例如\exp_not:n），但除非它作为命令行为的一部分明确记录下来，否则最好不要使用它。

在这种情况下，只需使用\textbf{\name}即可。替代方法包括\expandafter\textbf\expandafter{\name}，\ExpandArgs{o}\textbf{\name}或者\ExpandArgs{v}\textbf\name如果需要将 的值传递\name到命令中。

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