The hardware and bandwidth for this mirror is donated by METANET, the Webhosting and Full Service-Cloud Provider.
If you wish to report a bug, or if you are interested in having us mirror your free-software or open-source project, please feel free to contact us at mirror[@]metanet.ch.

Luka w mojej T_EX-owej wiedzy

Uczymy się T_EX-a przez lata, jednak bardzo trudno cokolwiek zrobić bez dobrej książki na biurku. Mimo iż uczę się T_EX-owej maszyny mniej więcej od pięciu lat, ciągle o czymś zapominam lub łapię się na tym, że czegoś nie doczytałem lub pominąłem. Do białej gorączki doprowadzają mnie odkrycia, że przerobiony dawniej temat umknął mi gdzieś z pamięci. Muszę czytać od nowa :-(.

Jedyną receptą na moje bolączki stało się robienie notatek z naszej T_EX-owej biblii, czyli z  The T_EXbook. Notatki te nie są zawsze wierną kopią T_EXbook-a, mają jednak identyczny układ tematyczny. Marzy mi się po cichu dobre tłumaczenie mojej ulubionej książki, czy jest to jednak możliwe? Każdego, kto ma na ten temat jakieś refleksje lub pomysły, proszę o kontakt.

Jeśli zechcesz więc, drogi czyT_EXniku, zajrzeć do moich notatek, to zapraszam. Dzisiaj zapiski z rozdziału trzynastego TB ,,Tryby''.

Tryby

Podobnie jak każdy z nas jest w danym momencie w pewnym nastroju, tak T_EX jest w pewnym trybie. Istnieje sześć trybów T_EX-a:

• tryb pionowy (w tym trybie T_EX tworzy główną listę pionową \cite{bach95:Rycko:listapionowa}, z której tworzone są strony)
• wewnętrzny tryb pionowy (tworzy listę pionową vbox-a)
• tryb poziomy tzw. ,,akapitowy'' (tworzy listę poziomą --- akapit)
• ograniczony tryb poziomy (tworzy listę poziomą, np. hbox-a)
• tryb matematyczny (tworzy formuły matematyczne w trybie poziomym $...$)
• tryb matematyczny eksponowany (tworzy eksponowane formuły matematyczne umieszczane w osobnej linii, tymczasowo przerywają one aktualny akapit --- $$...$$)

Sytuacja najprostsza

W zasadzie użytkownik nie musi zastanawiać się, w jakim trybie w danym momencie jest T_EX. Problemy pojawią się dopiero wtedy, gdy ujrzymy komunikat w stylu Nie możesz zrobić czegoś w ograniczonym trybie poziomym. Aby uniknąć takich niemiłych niespodzianek, musimy wiedzieć, w jakim trybie znajduje się T_EX\ w każdym dowolnym momencie.

W zasadzie T_EX jest w trybie pionowym, gdy tworzy listę pionowych kar, klejów (np. \vskip) i pudełek (np. \vbox). Pudełka i kleje umieszczane są jedno pod drugim na stronie. Tryb poziomy tworzą kary, kleje (np. \hskip) i pudełka poziome umieszczane jedno za drugim, tworząc akapit. Tryb matematyczny tworzą wszystkie elementy umieszczone między znakami dolara `$'.

Sytuacja typowa

Na samym początku T_EX znajduje się w trybie pionowym i jest gotowy do tworzenia listy pionowej (a potem strony). Jeśli utworzymy klej, karę lub pudełko, T_EX zacznie umieszczać je jedno za drugim. Spójrzmy na krótki źródłowy pliczek plain-T_EX-owy:

1 Gdańsk 1996
2 \vskip 1cm
3 \centerline {GUST}
4 \medskip
5 Co to jest \TeX?
6 \vfil
7 \break
8 $x$
9 \bye

Praktycznie każda linijka tego pliku tworzy osobny element na liście pionowej. Prześledźmy, w jakie tryby właściwie ,,wpadał'' T_EX.

• Linijka 1. wciągnęła T_EX-a w tryb poziomy (ach ten Gdańsk!)
• Komenda z linii 2. spowodowała zakończenie akapitu i przejście w tryb pionowy; wszystko jasne -- mamy tu przecież klej pionowy
• Linia trzecia rozpoczyna się znaną komendą \centerline rówoważnej \hbox to\hsize, a więc T_EX wkracza w ograniczony tryb poziomy
• W linii 4. znów napotykamy na klej pionowy (przypomnijmy, że \medskip \equiv$ó\vskip 6pt plus 2pt minus 2pt)
• Linia 5. to znów powrót do trybu poziomego
• Linia 6. to klej pionowy (przypomnijmy, że \vfil równoważnej \vskip 0pt plus 1fil)
• W linii 7. mamy karę, która spowoduje złamanie strony (\break równoważnej \penalty-10000)
• Nowa strona rozpocznie się od przejścia do trybu matematycznego
• i bye^*

Z przedstawionego przykładu wynikają pewne ogólne wnioski. Gdy T_EX znajduje się w trybie pionowym lub wewnętrzynym trybie pionowym, to pierwszy żeton nowego akapitu zmienia tryb na poziomy. Tryb ten utrzymuje się aż do zakończenia akapitu. Inaczej mówiąc obiekty typu poziomego automatycznie zmieniają tryb pionowy na poziomy. Dzieje się tak wówczas, gdy napiszemy jakikolwiek znak (kategoria 11.) lub pojawi się któryś z żetonów \char, \accent, \hskip, \_, \vrule, czy też znak początku trybu matematycznego `$'. Idąc dalej, T_EX wstawi pudełko o szerokości wcięcia akapitowego i odczyta jeszcze raz dany żeton już w trybie poziomym.

Istnieje możliwość celowego zmuszenia T_EX-a do przejścia w tryb poziomy. Nieufnym proponuję makra \indent i \noindent, które zmieniają tryb na poziomy oraz odpowiednio tworzą lub zakazują utworzenia wcięcia akapitowego. \indent wstawia na początku akapitu puste pudełko o szerokości \parindent (domyślnie jest to 20pt). Dlatego też ciąg niewinny \indent \indent spowoduje wstawienie podwójnego wcięcia. Analogiczny ciąg\break \noindent \noindent nie spowoduje nic, poza tym co zrobi pojedynczy \noindent.

Jak zacząć akapit od hbox-a

Jeśli umieścimy
\hbox{...} w trybie poziomym, T_EX złoży akapit uwzględniając w nim pudełko poziome (na przykład T_EX nigdy nie złamie takiego pudełka). Podobnie jeśli umieścimy \hbox{...} w trybie pionowym, T_EX złoży stronę uwzględniając takie pudełko.

No dobrze, ale jak rozpocząć akapit pudełkiem \hbox{...}?

Kilka linijek wyżej udzielono właściwie odpowiedzi na to pytanie. Można zastosować konstrukcję typu \indent \hbox{...}, nie jest to jednak zbyt rozsądne. Wyobraźmy sobie bowiem, że chcemy zdefiniować makro, które rozwija się do hbox-a. Ponadto chcemy, aby działało poprawnie zarówno na początku, jak i w środku akapitu --- w takim wypadku użycie makra \indent nie jest zachęcające.

Plain T_EX posiada złoty środek, jakim jest makro \leavevmode, które rozwija się do \unhbox \voidbox.

W ,,trybach'' T_EX-a

W trybie poziomym i matematycznym

W typowych publikacjach T_EX większość czasu spędza w trybie poziomym, składając akapity. Na krótko robi wycieczki do trybu pionowego pomiędzy nimi. Akapit kończy się, gdy użytkownik wyda polecenie \par lub pozostawi w pliku źródłowym pustą linię (pusta linia jest zamieniana na \par według zasad z rozdziału 8. TB). Akapit uda się także zakończyć, wydając polecenie \vskip 1cm (patrz linia 2. powyższego przykładu). Nie musimy wpisywać wówczas komendy \par, gdyż klej pionowy vskip oczywiście nie może być częścią akapitu i spowoduje przejście T_EX-a do trybu pionowego.

Przełącznik trybu matematycznego (żeton `$') umieszczony w trybie poziomym spowoduje, że T<sub>E</sub>X ,,zanurkuje'' w tryb matematyczny do czasu napotkania drugiego żetonu `$'. T_EX dołączy formułę matematyczną do akapitu i powróci do trybu poziomego. Na przykład

Myślę ..., więc jestem.

Różnimy się o $\varepsilon$.

$\alpha$-Centauri

Inaczej jest w eksponowanym trybie matematycznym. Jeśli użyjemy pod rząd dwóch żetonów `$$', T<sub>E</sub>X przerwie składanie akapitu (dokona przy tym różnych obliczeń, na przykład wyliczy sobie długość ostatniej linijki poprzedzającej wzór) i wyśle dotychczas złożoną część akapitu na listę pionową. Wskoczy następnie w tryb matematyczny eksponowany, złoży formułę (koniec formuły oznaczamy kolejną parą żetonów `$$') i powróci do trybu poziomego. Jeśli akapit nie został zakończony, T_EX dalej będzie go składał. Na przykład

Liczba $$\pi \approx 3.1415926536$$
jest bardzo ważna.

W wewnętrznym trybie pionowym

W ograniczony tryb poziomy T_EX wpada, gdy zastosujemy \hbox lub \halign. W późniejszych rozważaniach (patrz też rozdziały 12. i 21. TB) dowiemy się bardziej szczegółowo, iż różnice między wywnętrznym trybem pionowym a trybem pionowym oraz ograniczonym trybem poziomym a trybem poziomym są niewielkie. Jadnak trzeba pamiętać, że trybów tych T_EX używa do różnych celów. h4> Różny nastrój w różnym trybie Gdy T_EX połyka żeton, musi podjąć decyzję, co z nim zrobić. Decyzja T_EX-a w znacznym stopniu zależy od trybu, w jakim się znajduje.

Przykładowo makro \break działa zupełnie inaczej w trybie pionowym (łamie stronę --- patrz powyższy przykład) i poziomym (łamie linijkę akapitu). Dwa znaki `$$' użyte w trybie poziomym spowodują przejście T_EX-a do trybu matematycznego eksponowanego, ale użycie ich w ograniczonym trybie poziomym spowoduje utworzenie pustej matematycznej formuły i może powodować komunikaty o błędach. T_EX korzysta z faktu, że niektóre operacje są niedopuszczalne w danym trybie, i pozwala nam unikać błędów, które mogą pojawiać się w naszych dokumentach.

T_EX będąc w danym trybie, zwykle przerywa pracę, aby wykonać jakieś zadanie w innym, a następnie wraca do trybu pierwotnego. Na przykład użycie `\hbox{' w dowolnym trybie ,,wrzuca'' T<sub>E</sub>X-a w ograniczony tryb poziomy do czasu napotkania nawiasu zamykającego `}'. W tym sensie T_EX może znajdować się w kilku trybach naraz, jednak sposób działania T_EX-a zależy od trybu, w którym jest w danym momencie ,,najgłębiej''; tryby zewnętrzne, w których jest zagnieżdżony, nie obchodzą go.

Zdarzyć się może, że zupełnie nie wiemy, w jakim trybie znajduje się T_EX. Co wtedy zrobić? Najlepiej zapytać o to największego eksperta w tych sprawach, czyli samego T_EX-a. Spójrzmy na plik tryby.tex:

\tracingcommands=1
\hbox{
$
\vbox{
\noindent$$
x\showlists
$$}$}\bye
\endverbatim

{vertical mode: \hbox}
{restricted horizontal mode: blank space}
{math shift character $}
{math mode: blank space}
{\vbox}
{internal vertical mode: blank space}
{\noindent}
{horizontal mode: math shift character $}
{display math mode: blank space}
{the letter x}

A więc wiadomości są następujące:

T_EX, będąc w trybie pionowym, ujrzał żeton \hbox, co zmusiło go do wejścia w ograniczony tryb poziomy.

Pierwszym żetonem, jaki ujrzał, była spacja, jako że koniec linii oznacza dla T_EX-a właśnie spację (patrz koniec linii 2.)

Będąc cięgle w ograniczonym trybie poziomym zobaczył przełącznik trybu matematycznego --- żeton `$', co spowodowało przejście do trybu matematycznego.

Pierwszym żetonem jaki ujrzał była znowu spacja, która w tym trybie nic nie znaczy --- jest ignorowana.

Następnie T_EX napotyka na żeton \vbox, czyli witamy w wewnętrznym trybie pionowym, aby po ujrzeniu żetonu \noindent wejść w tryb poziomy.

Niezbyt długo trwał ten stan, gdyż dwa znaki $$ zanurzyły T_EX-a w eksponowany tryb matematyczny. Bul, bul, bul\dots

Bardzo interesująca staje się zawartość pliku tryby.log po komendzie \showlists. Jest to kolejna bardzo użyteczna możliwość śledzenia poczynań T_EX-a. Dzięki niej możemy dowiedzieć się rzeczy, które T_EX zwykle trzyma w ukryciu.

\showlists powoduje bowiem wypisanie list, które buduje T_EX w aktualnym trybie oraz we wszystkich trybach nadrzędnych (czyli tych, w których zawiera się tryb aktualny).

### display math mode entered at line 5
\mathord
.\fam1 x
### internal vertical mode entered at line 4
prevdepth ignored
### math mode entered at line 3
### restricted horizontal mode entered at line 2
\glue 3.33333 plus 1.66666 minus 1.11111
spacefactor 1000
### vertical mode entered at line 0
prevdepth ignored

Zauważmy, że w momencie, gdy pojawiło się \showlists (linia 6.), T_EX zdążył już pięć razy zmienić tryb. Trybem bieżącym w linii 6. jest eksponowany tryb matematyczny (patrz linia 5.), który zawiera jeden znak `x' z rodziny 1. (patrz TB rozdział 17.).

Rozważany przez nas eksponowany tryb matematyczny zawarty jest w wewnętrznym trybie pionowym (linia 4.). Wewnętrzna lista pionowa, którą T_EX tworzy w tym trybie, jest pusta --- pojawiająca się spacja

\vbox{_

prevdepth ignored

Wewnętrzny tryb pionowy zawiera się w trybie matematycznym (linia 3.) --- lista wewnętrzna jest pusta (spacja po znaku `$' jest ignorowana). Pusta natomiast nie jest lista wewnętrzna ograniczonego trybu poziomego (linia 2.), zawiera ona klej. Skąd się wziął? Otóż w tym trybie spacja

\hbox{_

Ostatecznie wszystko zawiera się w głównym trybie pionowym. Komunikat:

entered at line 0

Ciekawostki

Ciekawostka 1. Czy można stworzyć T_EX-em dokument, w którym T_EX nigdy nie opuszcza trybu pionowego? Odpowiedź: Można, dokument taki składać się może z klejów pionowych \vskip oraz linii utworzonych komendą \hrule.

Ciekawostka 2.
Niektóre z trybów T_EX-a nie mogą bezpośrednio zawierać innych trybów; na przykład wewnętrzny tryb poziomy nie może zawierać eksponowanego trybu matematycznego, nawet jeśli formuła matematyczna ( display) pojawia się w środku akapitu. Dzieje się tak, gdyż budowany (w trybie poziomym) i przerwany akapit jest zawsze kończony i usuwany z pamięci T_EX-a zanim formuła się rozpocznie. Czy potrafisz stworzyć charakterystykę wszystkich kolejnych par trybów, jakie mogą pojawić się w pliku .log po użyciu komendy \showlists?

Odpowiedź:
Pozostawiam ten problem jako rozrywkę umysłową dla szanownych czyT_EXników. Powodzenia! (Odpowiedź można znaleźć w TB str. 313 zad. 13.5.)

Bardzo dziękuję red. Jackowi Foromańskiemu za unicestwienie wielu błędów czyhających w tym artykule. CzyT_EXnik z pewnością dostałby zawrotu głowy, gdyby zobaczył wersję przed korektą Jacka.

Bibliografia

[1] Grupa Użytkowników Systemu T_EX. Lista pionowa. Marek Ryćko, Kwiecień 1995. III Konferencja w Bachotku 1995.

[2] Donald E. Knuth. The T_EXbook. Addison-Wesley, 1984.

^** Na końcu dokumentu plain-T_EX-owego umieszczamy zwykle makro \bye, które jest równoważne \vfill \eject \end. Klej \vfill przełącza T_EX-a w tryb pionowy, \eject kończy stronę, zaś \end kończy pracę T_EX-a.