LaTeX 算法

1 基础设置

首先，在导言区加载必要的宏包：

\usepackage{algorithm}    % 提供算法浮动体
\usepackage{algorithmic}  % 提供算法伪代码语法（或用 algorithm2e）

2 使用 algorithmic 环境 ​

2.1 基础语法

\begin{algorithm}[!t]
    \caption{Calculate $y = x^n$}  % 算法标题
    \label{algo1}                  % 标签（用于引用）
    \begin{algorithmic}[1]
    \Require $n \geq 0 \vee x \neq 0$
    \Ensure $y = x^n$
    \State $y \Leftarrow 1$
    \If{$n < 0$}
        \State $X \Leftarrow 1 / x$
        \State $N \Leftarrow -n$
    \Else
        \State $X \Leftarrow x$
        \State $N \Leftarrow n$
    \EndIf
    \While{$N \neq 0$}
        \If{$N$ is even}
            \State $X \Leftarrow X \times X$
            \State $N \Leftarrow N / 2$
        \Else[$N$ is odd]
            \State $y \Leftarrow y \times X$
            \State $N \Leftarrow N - 1$
        \EndIf
    \EndWhile
    \end{algorithmic}
\end{algorithm}

2.2 常用命令 ​

命令	功能
\State	普通语句
\If{条件}	条件判断
\Else	否则分支
\ElsIf	另一个条件（可选）
\EndIf	结束条件判断
\For{循环条件}	for 循环
\EndFor	结束 for 循环
\While{条件}	while 循环
\EndWhile	结束 while 循环
\Repeat	直到循环（先执行后判断）
\Until{条件}	结束 repeat 循环
\Return	返回值
\Comment{注释}	添加注释（需额外宏包支持）

3 完整示例

\documentclass{article}
\usepackage{algorithm}
\usepackage{algorithmic}

\begin{document}

\begin{algorithm}[!t]
    \caption{Calculate $y = x^n$}
    \label{algo1}
    \begin{algorithmic}[1]
    \Require $n \geq 0 \vee x \neq 0$
    \Ensure $y = x^n$
    \State $y \Leftarrow 1$
    \If{$n < 0$}
        \State $X \Leftarrow 1 / x$
        \State $N \Leftarrow -n$
    \Else
        \State $X \Leftarrow x$
        \State $N \Leftarrow n$
    \EndIf
    \While{$N \neq 0$}
        \If{$N$ is even}
            \State $X \Leftarrow X \times X$
            \State $N \Leftarrow N / 2$
        \Else[$N$ is odd]
            \State $y \Leftarrow y \times X$
            \State $N \Leftarrow N - 1$
        \EndIf
    \EndWhile
    \end{algorithmic}
\end{algorithm}

引用算法：见算法~\ref{alg:gcd}。

\end{document}

4 高级功能

4.1 添加注释​

若需在代码行旁添加注释，需加载 algorithmicx 和 algpseudocode 宏包（更强大）：

\usepackage{algorithm}
\usepackage[noend]{algpseudocode}  % noend 可隐藏结束标记

\begin{algorithmic}[1]
    \State $x \gets 1$ \Comment{初始化 x}
\end{algorithmic}

4.2 自定义操作

用 \Statex 或 \algorithmicindent 调整缩进，或定义新命令：

\algnewcommand{\LineComment}[1]{\State $\triangleright$ #1}
\begin{algorithmic}[1]
    \State $x \gets 1$ \LineComment{初始化}
\end{algorithmic}

4.3 使用 algorithm2e 宏包​

algorithm2e 提供更灵活的排版（需调整参数）：

\usepackage[ruled,vlined]{algorithm2e}  % ruled 显示边框，vlined 显示竖线

\begin{algorithm}[H]
    \SetAlgoLined
    \KwIn{输入参数}
    \KwOut{输出结果}
    \If{条件}{
        执行操作\;
    }
    \Return{结果}
\end{algorithm}

5 常见问题​

5.1 算法不浮动

使用 [H] 强制定位（需 float 宏包），但建议优先让 LaTeX 自动调整位置。

5.2 行号不显示​

检查 \begin{algorithmic}[1] 中的 [1] 是否存在。

5.3 ​​中文支持

若需中文，加载 ctex 宏包，并确保字体支持：

\usepackage[UTF8]{ctex}