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为什么 c 和 f 型扩展不尊重受保护的命令？

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为什么 c 和 f 型扩展不尊重受保护的命令？

根据这个答案，

所有没有星号的函数都是（或至少应该是）\protected，这样它们就不会扩展x或e键入扩展或写入文件时。

f和c类型扩展不同，并且忽略\protected

既然拥有尊重ed 命令的扩展类型（例如x和）被认为是有价值的，那么为什么没有尊重ed 命令的- 和-type 扩展变体呢？（如果遇到ed 命令，-variant 将导致编译失败，据我所知，这是一种非常合理甚至有用的语义。）e\protectcf\protectc\protect

实际上，将标记列表扩展至仅剩 TeX 基元的想法在我看来违背了旨在expl3使底层 TeX 层不可见且不可访问的理念：所有 TeX 基元都已提供expl3包装器，其中许多包装器都标有，:D表明甚至它们也不应该使用，更不用说底层基元了。

答案1

L3 扩展参数的根本动机是提供对 tex 参数扩展的方便的文档控制。偏离底层 TeX 扩展模型太远（例如不使用#1...#9作为参数）会很快使系统变慢数百倍。一般来说，定义形式缓慢并不是那么糟糕，但减慢命令的使用速度会使系统无法使用。（请记住，这种机制的大部分是在 1992 年左右实现的，但直到最近几年，它才变得足够快，可以使用。

经典的 LaTeX\protect机制通过为标记添加前缀来工作，\protect这些标记在不同的上下文中可以有不同的定义。通常，e-tex\protected机制更高效，并且会产生更易于理解的扩展路径，而无需隐藏内部\protect-前缀宏，但它的缺点是\protected宏在所有情况下都按照 e-tex 指定的方式运行，您无法像使用 那样在本地更改行为\protect。即使检测到\protected使用了宏，也需要检查\meaning检查每一个每个论点的标记。

f文档类型也是如此，它在内部使用\romannumeral扩展将初始标记扩展到第一个不可扩展标记。这就是事实，实际上没有办法将此描述抽象为不涉及“不可扩展标记”讨论的内容。让它慢几百倍，让它仍然很奇怪，但对\protected命令使用不同的行为几乎没有好处。基本上，当前的f行为对应于“tex 在顶层做什么”：如果您\protected在段落中使用命令，\protected则被忽略，命令会扩展，直到找到第一个不可扩展的标记。

f现在已基本被取代e，但请注意，e只有在 tex 引擎扩展后，它才真正有用\expanded，并e直接映射到原始行为。e在宏中实现是可能的（如果你是 Bruno），但速度慢得令人难以置信。

c类似，\protected可以设想将其定义为给出错误，\csname但事实并非如此。此类c直接映射到\csname，因此继承了该行为。您无法本地更改\protected以更改此行为，您必须对进行字符串测试\meaning每个标记进行字符串测试，因此每次使用很多在当前没有错误的情况下，速度会变得更慢，只会引发错误。

答案2

不要\protect与混淆\protected。

后者是 的一个原始前缀，\def \gdef \edef \xdef并向 TeX 宣布定义的控制序列（或活动字符）应该在e-expansion 或x-expansion 中表现得就像它以 为前缀一样\noexpand。

e-expansion 用于传递给\edef或 的替换文本以及或 的\xdef参数中。\expanded\write

例如，

\def\AAA{xyz}
\expanded{\noexpand\AAA}
\protected\def\BBB{xyz}
\expanded{\BBB}

将分别产生\AAA和\BBB；宏扩展将稍后按照通常的规则进行。

为什么\protected重要？上面的愚蠢例子并没有告诉我们。假设你想将一些文本写出到辅助文件中以供以后使用\input。在你想要写的文本中，有一个控制序列\foo，你不希望在\write执行时展开，而希望仅在\input文件时展开。

传统的方式是

\def\foo{}% initialize
\newwrite\outstream=myauxfile
\begingroup\let\foo\relax
\write\outstream{some text with \foo}
\endgroup
\def\foo{Useful definition}
\input myauxfile

这样做是可行的，因为\relax是不可展开的，所以\foo会写成。如果你这样做，则\foo不需要\let

\protected\def\foo{}% initialize
\newwrite\outstream=myauxfile
\write\outstream{some text with \foo}
\endgroup
\def\foo{Useful definition}
\input myauxfile

（\protected重新定义时也许会再次使用\foo，这取决于您实际想要做的工作）。

相反的\protect是不是一个原语。它是一个控制序列，其含义根据上下文而变化。在最早版本的 LaTeX 中，你可以找到

\def\LaTeX{\protect\pLaTeX}
\def\pLaTeX{<the actual code for the logo>}

因此，如果\LaTeX在排版过程中发现 ，\protect则不会执行任何操作。但是，当在或 的\LaTeX参数（和的包装器）中发现 时， 的含义将更改为（这是基本思想，实际实现会更复杂一些），因此当执行底层或命令时，将会保留。\protected@edef\protected@write\edef\write\protect\noexpand\edef\write\pLaTeX

如今，前缀不再有明确的双重定义p，但想法保持不变。稳健的命令是\DeclareRobustCommand这样定义的：

\DeclareRobustCommand{\foo}{something}

是相同的

\expandafter\def\expandafter\foo\expandafter{%
  \expandafter\protect\csname foo \endcsname
}
\expandafter\def\csname foo \endcsname{something}

因此，与\pfoo以前的方式不同，这里\foo定义了一个命令（名称后面有一个空格）。这样，写出的文件将显示\foo（带有两个空格），但当文件为 时，这并不重要\input。

如何f工作？它利用了 TeX 的一个巧妙特性（如果你不小心就会咬人): 当 TeX 寻找显式的 时<number>，它会执行宏扩展，直到找到空格标记或无法解释为在<number>当前基数下提供 的不可扩展标记。基数可以是 10、8、16 或“字母”。规则并不难：

  1. -一个明确的数字可以以任意数量的或+标记开头
  2. 后面可以跟一个基数标记，可以是反引号`、直引号'或双直引号"
    • 没有基数指定意味着十进制
    • 直引号和双直引号分别表示八进制和十六进制
    • 反引号表示“字母”常量
  3. 数字，取决于指定的基数

字母常量要么是单个字符标记，要么是长度为 1 的控制序列，例如\Q。 -expansion 使用的技巧f是，宏扩展也在字母常量之后进行，其思想是

\romannumeral-`\Q\foo

将\foo在排版 的结果之前展开\romannumeral-`\Q（由于 为负数，因此结果为空）。但是，在执行此操作时，相对于<number>的状态将被忽略。因此，使用lingo，以下内容将产生不同的结果：\foo\protectedexpl3

\cs_new_protected:Nn \aad_foo: {abc}
\cs_new_protected:Nx \aad_foo_a: { \aad_foo: }
\exp_args:NNf \cs_new_protected:Nn \aad_foo_b: { \aad_foo: }

事实上，如果你尝试\cs_show:N \aad_foo_a:\ \cs_show:Naad_foo_b:` 你会分别得到

> \aad_foo_a:=\protected\long macro:->\aad_foo: .
> \aad_foo_b:=\protected\long macro:->abc.

类似的情况发生在c-expansion 中，当 TeX 尝试通过 构建控制序列时\csname。在这种情况下，显然应该忽略，因为只应保留字符标记。也许 e-TeX 的作者本可以决定在-expansion\protected上下文中，宏应该以 为前缀；但他们没有这样做。c\protected\string

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