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自定义 LaTeX 命令，用于大符号后正确对齐连续上标

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自定义 LaTeX 命令，用于大符号后正确对齐连续上标

我正在撰写关于形式概念分析的硕士论文，我想为派生运算符创建一个自定义命令。它们是带有一些可选参数的上标箭头，看起来像这样：

\[ x^{\uparrow_i}, \quad a^{\downarrow^i} \]

因此，我第一次尝试将这些命令定义为：

\newcommand{\up}[1][]{^{\uparrow_{#1}}}
\newcommand{\down}[1][]{^{\downarrow^{#1}}}

然而，有些情况下这些操作符会一个接一个地被应用，并且

\[ x\up\down \]

会产生“双上标”错误。这有一个简单的解决方法，只需在表达式周围添加括号，如下所示：

\newcommand{\up}[1][]{{^{\uparrow_{#1}}}}
\newcommand{\down}[1][]{{^{\downarrow^{#1}}}}

这是我撰写论文时一直遵循的命令，但最近我发现，这个命令并不像我希望的那样有效。

\[ \Big( \bigvee p_i \Big)\up \]

此代码没有将箭头放置在应有的高度，就像此代码中一样

\[ \Big( \bigvee p_i \Big)^{\uparrow} \]

基本上，我想定义一个满足这两个要求的命令：我必须能够一个接一个地写入它们，并且它们应该在大符号旁边放置在正确的高度。

以下是我所拥有的 MWE：

\documentclass{article}
\newcommand{\up}[1][]{{^{\uparrow_{#1}}}}
\newcommand{\down}[1][]{{^{\downarrow^{#1}}}}

\begin{document}

Expected output:
\[
  x^{\uparrow_i}, \quad x^{\uparrow_i\downarrow_j}, \quad \Big( \bigcup S \Big)^{\uparrow_i}
\]

How I want to write it:
\[
  x\up[i], \quad x\up[i]\down[j], \quad \Big( \bigcup S \Big)\up[i]
\]

\end{document}

我的尝试：为了找到解决方案，我一直在互联网和论坛上寻找，并想出了一些办法（尽管我还没能让它发挥作用）。使用命令，我可以判断后面\@ifnextchar是否有命令（或后面是否有命令），并据此进行操作。我得到的是以下内容：\down\up\up\down

  • 我在编写操作符时创建一个切换按钮writing（比如使用包etoolbox），并将其设置为 false。
  • 我创建了一个环境，superscriptenv以上面标的方式书写其内容。
  • 当我启动\up或时\down，如果writing设置为false，我会启动上标环境，写下相应的箭头并切换writing为true。
  • 如果下一个命令是down或up，则不执行任何其他操作。否则，结束上标环境并切换为writingfalse。

下面是我编写的代码，仅带有up运算符。

\documentclass{article}
\usepackage{etoolbox, environ}

\newtoggle{writing}
\togglefalse{writing}

\makeatletter
\NewEnviron{superscriptenv}{^{\BODY}}

\newcommand{\up}[1][]{
  \iftoggle{writing}{}{%
    \toggletrue{writing}%
    \begin{superscriptenv}%
  }%
  \uparrow_{#1}
  \@ifnextchar\up{}{%
    \end{superscriptenv}%
    \togglefalse{writingup}%
  }
}

\begin{document}

\[
  x\up[i], \quad x\up[I]\up[j], \quad \Big( \bigcup S \Big)\up[i]
\]

\end{document}

但是，由于“\begin{superscriptenv} 以 \end{document} 结尾”，因此无法编译。如果有人有任何想法，我将不胜感激。提前致谢！

答案1

您的想法几乎正确。

与使用切换和 Environ 相比，使用以下逻辑更容易：

  • 每次\up或\down启动时，按下它将添加到队列中的符号。
  • 检查下一个标记是否是\up或\down。 如果是，则不执行任何操作。
  • 如果下一个标记既不是\up也不是\down，则将整个队列带入，并重置队列。
\documentclass{article}

\makeatletter
\def\@sjmr@temp{}
\newcommand\up[1][]{%
        \expandafter\def\expandafter\@sjmr@temp\expandafter{\@sjmr@temp\uparrow_{#1}}
\@ifnextchar\up{}{\@ifnextchar\down{}{^{\@sjmr@temp}\def\@sjmr@temp{}}}}
\newcommand\down[1][]{%
        \expandafter\def\expandafter\@sjmr@temp\expandafter{\@sjmr@temp\downarrow_{#1}}
\@ifnextchar\up{}{\@ifnextchar\down{}{^{\@sjmr@temp}\def\@sjmr@temp{}}}}
\makeatother

\begin{document}
\[
        x\up[i], \quad x\up[i]\down[j], \quad \Big( \bigcup S \Big)\up[i]\up[j]\down[k]
\]
\end{document}

答案2

您可以尝试以下宏：

\def\isnextchar#1#2#3{\def\tmp{#1{#2}{#3}}\futurelet\next\isnextcharA}
\def\isnextcharA{\expandafter\isnextcharB\tmp}
\def\isnextcharB#1#2#3{\ifx\next#1\afterfi{#2}\else\afterfi{#3}\fi}
\def\afterfi#1#2\fi{\fi#1}
\def\up{^\bgroup\upA.}
\def\upA#1{\isnextchar[{\updown\uparrow_}{\updown\uparrow_[]}}
\def\updown#1#2[#3]{#1#2{#3}\isnextchar\down{\downA}{\isnextchar\up{\upA}{\egroup}}}
\def\down{^\brgroup\downA.}
\def\downA#1{\isnextchar[{\updown\downarrow^}{\updown\downarrow^[]}}

Test:
$$ x\up[i]\down[j], \Bigr)\up[i]\down[j]\down[k] $$

主要思想是上标以 开头，然后扫描并打印文本，直到上标以或^\bgroup以外的其他内容结束。然后以 结尾\up\down\egroup

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