LaTeX 是学术界最广泛使用的排版系统，尤其在数学、物理、计算机科学等领域几乎是论文写作的标准工具。相比于 Word 等所见即所得编辑器，LaTeX 通过标记语言实现内容与格式的分离，能够生成排版精美、格式一致的学术文档。本文将带你从零开始掌握 LaTeX 的核心功能。
一、LaTeX 的基本概念与环境搭建
LaTeX 文档由命令和文本组成。命令以反斜杠开头（如 \documentclass、\begin、\end），用于控制文档的结构和格式。一个最简单的 LaTeX 文档只需要三行：\documentclass{article} 定义文档类型，\begin{document} 标记文档内容的开始，\end{document} 标记结束。所有你想在 PDF 中显示的内容都写在这两个标记之间。
要开始使用 LaTeX，你有两种选择：安装本地 LaTeX 发行版（如 TeX Live 或 MiKTeX）配合编辑器（如 VS Code + LaTeX Workshop 或 TeXstudio），或者使用在线编辑器（如 Overleaf 或 Scholay 的 ScholayPrism LaTeX 编辑器）。对于初学者，在线编辑器是最便捷的选择——无需安装任何软件，打开浏览器就能开始写作。
二、文档结构与章节组织
LaTeX 提供了清晰的层次结构命令来组织论文：\section{} 创建一级标题，\subsection{} 创建二级标题，\subsubsection{} 创建三级标题。LaTeX 会自动为章节编号，你只需要关注内容本身。如果你使用 book 或 report 类文档，还可以使用 \chapter{} 创建章级标题。
序言部分（Preamble，即 \documentclass 和 \begin{document} 之间的区域）用于设置全局参数：加载宏包（\usepackage{...}）、定义标题信息（\title{...}、\author{...}、\date{...}）和自定义命令。常用的宏包包括 geometry（页面设置）、babel（多语言支持）、graphicx（图片插入）、amsmath（数学公式增强）等。
三、数学公式排版
LaTeX 最强大的功能之一是数学公式排版。行内公式使用 $ ... $ 或 \( ... \) 包裹，如 $E = mc^2$ 会在正文中显示为 E = mc²。行间公式（独占一行、居中显示）使用 \[ ... \] 或 equation 环境。如果需要对公式编号，使用 equation 环境；如果不需要编号，使用 equation* 或 \[ \]。
复杂的数学表达需要特定的命令：\frac{a}{b} 创建分数，\sum_{i=1}^{n} 创建求和符号，\int_{0}^{\infty} 创建积分符号，\begin{pmatrix} ... \end{pmatrix} 创建矩阵。align 环境允许你创建多行对齐的公式组，这在推导过程中特别有用。建议加载 amsmath 和 amssymb 宏包以获取完整的数学符号支持。
四、图表与浮动体
在 LaTeX 中插入图片使用 figure 环境和 \includegraphics 命令。figure 环境是一个浮动体（Float），LaTeX 会自动决定图片的最佳位置。你可以使用位置参数（[h] 当前位置、[t] 页面顶部、[b] 页面底部、[p] 独立页面）来建议放置位置，但 LaTeX 可能不会完全遵从。多图并排可以使用 subfigure 或 minipage 环境。
创建表格使用 table 环境（浮动体）和 tabular 环境（表格内容）。tabular 的列格式参数控制对齐方式：l（左对齐）、c（居中）、r（右对齐）、|（竖线分隔）。\hline 创建水平线，& 分隔列，\\ 换行。对于更美观的表格，建议使用 booktabs 宏包，它提供 \toprule、\midrule 和 \bottomrule 命令，生成无竖线的三线表——这是学术期刊中最常见的表格样式。
五、参考文献管理
LaTeX 使用 BibTeX 或 BibLaTeX 管理参考文献。你需要创建一个 .bib 文件，在其中以标准化格式存储所有引用文献的信息。在正文中使用 \cite{key} 引用文献，LaTeX 和 BibTeX 会自动生成格式化的引用和参考文献列表。不同的 .bst 文件（如 plain、IEEE、apalike）控制引用和列表的显示格式。
从 Scholay 或 Google Scholar 获取文献的 BibTeX 条目非常方便——大多数学术数据库都提供一键导出 BibTeX 功能。将导出的条目粘贴到 .bib 文件中，然后在正文中使用 \cite 命令引用即可。编译时需要按顺序运行 pdflatex、bibtex、pdflatex、pdflatex（四次编译），这会自动处理交叉引用和参考文献链接。
六、实用技巧与常见问题
中文论文可以使用 ctexart 文档类或加载 ctex 宏包，它们自动处理中文字体、标点和排版规则。超链接使用 hyperref 宏包（建议作为最后一个加载的宏包），它能为引用、URL 和目录生成可点击的链接。如果遇到编译错误，仔细阅读日志文件中的错误信息——通常第一个错误是关键，后续错误往往是连锁反应。
Scholay 的 ScholayPrism LaTeX 编辑器提供了开箱即用的在线编辑体验：实时编译预览、AI 辅助写作、丰富的模板库和一键导出 PDF。无论你是 LaTeX 新手还是老手，都可以在 ScholayPrism 中高效完成论文写作。
七、常用宏包推荐
hyperref 是几乎每篇论文都应加载的宏包，它为文档中的引用、URL 和目录生成可点击的超链接，并可自定义链接颜色和 PDF 元数据。cleveref 宏包则进一步简化了交叉引用——使用 \cref{} 替代 \ref{}，它会自动在编号前添加"图""表""式"等前缀，且在引用多个对象时自动合并编号（如"图1-3"），减少手动输入并确保全文引用风格一致。这两个宏包配合使用时，注意 hyperref 应在 cleveref 之前加载。
siunitx 是处理物理量和单位的利器，它确保数值与单位之间的间距、对齐和格式符合国际标准。例如 \SI{9.8}{m/s^2} 会自动排版为规范的物理量表示。algorithm2e 和 algorithmic 是排版伪代码算法的两大选择，前者提供更灵活的样式定制，后者语法更简洁直观。listings 宏包用于在文档中插入代码片段，支持语法高亮和行号显示，适合计算机科学论文中展示源代码。
tikz 和 pgfplots 是 LaTeX 生态中最强大的绘图工具。tikz 可以直接在文档中绘制流程图、神经网络结构图、示意图等矢量图形，其输出与正文字体完美融合，远比插入外部图片美观。pgfplots 基于 tikz 构建，专注于数据可视化，支持折线图、柱状图、散点图和三维曲面图。虽然学习曲线较陡，但一旦掌握，你可以用纯代码生成出版级质量的图表，且方便版本控制和复用。ScholayPrism 编辑器内置了常用 tikz 图形的模板和代码片段，帮助你快速上手。
八、LaTeX 与版本控制
LaTeX 源文件是纯文本，这使其天然适合与 Git 等版本控制系统配合使用。将论文项目纳入 Git 管理，你可以追踪每一次修改、随时回溯到任意历史版本、在不同分支上尝试不同的写作方案而不怕丢失原稿。建议在 .gitignore 中排除编译产生的临时文件（如 .aux、.log、.synctex.gz、.bbl 等），只将源文件（.tex、.bib、图片）和 Makefile 纳入版本控制，保持仓库的整洁。
latexdiff 是论文修回过程中的必备工具。它可以自动对比两个版本的 .tex 文件，生成一份带有红色删除线和蓝色新增标记的差异文档，直观展示所有修改内容——这正是许多期刊要求提交的"修订标注版"。基本用法为 latexdiff old.tex new.tex > diff.tex，然后编译 diff.tex 即可。配合 Git 使用时，可以用 latexdiff-vc 直接对比任意两个 commit 之间的差异，无需手动保存旧版本文件。
多人协作撰写论文时，版本控制的重要性更加凸显。推荐的工作流是：每位作者在独立分支上工作，完成各自负责的章节后通过 Pull Request 合并到主分支，由通讯作者进行审核。为避免合并冲突，建议每位作者负责不同的 .tex 文件（如按章节拆分），并约定每天推送一次更新。如果团队更偏好可视化操作，Overleaf 和 ScholayPrism 等在线编辑器也提供内置的版本历史和协作功能，降低了 Git 的学习门槛。
七、常用宏包推荐
hyperref 是几乎每篇论文都应加载的宏包，它为文档中的引用、URL 和目录生成可点击的超链接，并可自定义链接颜色和 PDF 元数据。cleveref 宏包则进一步简化了交叉引用——使用 \cref{} 替代 \ref{}，它会自动在编号前添加"图""表""式"等前缀，且在引用多个对象时自动合并编号（如"图1-3"），减少手动输入并确保全文引用风格一致。这两个宏包配合使用时，注意 hyperref 应在 cleveref 之前加载。
siunitx 是处理物理量和单位的利器，它确保数值与单位之间的间距、对齐和格式符合国际标准。例如 \SI{9.8}{m/s^2} 会自动排版为规范的物理量表示。algorithm2e 和 algorithmic 是排版伪代码算法的两大选择，前者提供更灵活的样式定制，后者语法更简洁直观。listings 宏包用于在文档中插入代码片段，支持语法高亮和行号显示，适合计算机科学论文中展示源代码。
tikz 和 pgfplots 是 LaTeX 生态中最强大的绘图工具。tikz 可以直接在文档中绘制流程图、神经网络结构图、示意图等矢量图形，其输出与正文字体完美融合，远比插入外部图片美观。pgfplots 基于 tikz 构建，专注于数据可视化，支持折线图、柱状图、散点图和三维曲面图。虽然学习曲线较陡，但一旦掌握，你可以用纯代码生成出版级质量的图表，且方便版本控制和复用。ScholayPrism 编辑器内置了常用 tikz 图形的模板和代码片段，帮助你快速上手。
八、LaTeX 与版本控制
LaTeX 源文件是纯文本，这使其天然适合与 Git 等版本控制系统配合使用。将论文项目纳入 Git 管理，你可以追踪每一次修改、随时回溯到任意历史版本、在不同分支上尝试不同的写作方案而不怕丢失原稿。建议在 .gitignore 中排除编译产生的临时文件（如 .aux、.log、.synctex.gz、.bbl 等），只将源文件（.tex、.bib、图片）和 Makefile 纳入版本控制，保持仓库的整洁。
latexdiff 是论文修回过程中的必备工具。它可以自动对比两个版本的 .tex 文件，生成一份带有红色删除线和蓝色新增标记的差异文档，直观展示所有修改内容——这正是许多期刊要求提交的"修订标注版"。基本用法为 latexdiff old.tex new.tex > diff.tex，然后编译 diff.tex 即可。配合 Git 使用时，可以用 latexdiff-vc 直接对比任意两个 commit 之间的差异，无需手动保存旧版本文件。
多人协作撰写论文时，版本控制的重要性更加凸显。推荐的工作流是：每位作者在独立分支上工作，完成各自负责的章节后通过 Pull Request 合并到主分支，由通讯作者进行审核。为避免合并冲突，建议每位作者负责不同的 .tex 文件（如按章节拆分），并约定每天推送一次更新。如果团队更偏好可视化操作，Overleaf 和 ScholayPrism 等在线编辑器也提供内置的版本历史和协作功能，降低了 Git 的学习门槛。