Набор таблиц в ЛаТеХе: Tables in LaTeX

Этот пост является частью большой статьи
"Как оформить диплом в LaTeX?",
которую написал virens,
ведущий блога "Записки дебианщика".

При наборе таблиц в LaTeX, как нигде, нужна правильная организация кода, ибо таблицы это то, что в ТеХе делать сложнее всего. И если вы свалите в кучу все управляющие метки ЛаТеХа, то проклянете потом всё на свете. Здесь каждый выбирает свой стиль по своему вкусу, однако надо постараться отличать управляющие символы от собственно текста таблицы. Например, символ & можно помещать на новую строку.

Таблица в идеологическом смысле очень похожа на рисунок: есть окружение \begin{table}... \end{table}, которое собственно и содержит все ``опознавательные знаки'' вроде подписи и ссылки.

Есть одна вещь, которую почему-то не освещают в книжках, и совершенно напрасно. Дело в том, что окружений для таблиц два: \begin{table}... \end{table} и ещё одно \begin{tabular}{|rlc|} ... \end{tabular}.

Так вот, окружение table, как ни странно, вам таблицу не создаст, и вы будете тщетно биться лбом о стену. Окружение table даёт вам возможность оформить заголовок таблицы с помощью \caption{} и поставить на таблицу ссылку с помощью привычного \label{}.

Кое-кто из комментаторов распалялся по поводу того, что, дескать, ``всё уже давно написано, читайте книжки''. Я ещё раз уточню свою позицию по этому поводу: время тыкания людей в пудовые талмуды и дурно написанные маны прошло. Документация, как и программы, должны быть повёрнуты к пользователю лицом. Специализированные методические пособия типа этого помогут людям начать разбираться с предметом, подталкивая к изучению книг и делая кривую обучения более пологой.

Сама таблица, то есть текст, набранный строго по столбцам и колонкам, делается с помощью окружения tabular. Важно помнить, что tabular есть просто текст-как-таблица и не содержит заголовка или ссылки. Сама по себе таблица находится в окружении \begin{tabular}{|rlc|} ... \end{tabular}. Здесь вертикальная линия обозначает отделение линией столбцов, а R L и С выравнивание соответственно по правому / левому краю и по центру.

Если столбец слишком широкий, можно задать его ширину с помощью выражения p{0.7\linewidth}, которое сделает столбец шириной в 70\% от ширины линии, например так: \begin{tabular}{|p{0.4\linewidth}p{0.4\linewidth}} сделает таблицу с двумя колонками по 40\% от ширины линии и отчеркнёт вертикальными линиями по бокам. Строки отделяются друг от друга при помощи команды \hline а каждая строка таблицы завершается двойным слешем \\ или командой \linebreak. В общем, это всё, что нужно для набора таблиц. Ну и немного удачи, конечно.

Этот материал написал Михаил Конник aka virens и опубликовал на своём блоге Записки дебианщика.


И немного вещей, которые помогут вам в дальнейшем. Набросайте на листке бумаги или графическом редакторе примерную схему таблицы - это всегда проще, а заодно подумать, а нужна ли таблица вообще. Если решили, что она всё-таки нужна, то это торжественное дело нужно скорее всего оформить по центру окружением \begin{center} ... \end{center}.

Простановка ссылок осуществляется так же, как и всегда, то есть: поставить ссылку в LaTeX можно командой \label{tabl:Textssylki} а сослаться на неё командой \ref{tabl:Textssylki}. Не забываем ставить тильду между словом и ссылкой слово~\ref{tabl:Textssylki} чтобы ваша ссылка не уехала на другую строчку.

Важное замечание о порядке следования \label и \caption
Eсли поставить \label{tab:some_table} до \caption{...}, то даже при использовании окружения table в ссылке будет выдаваться не номер таблицы, а номер раздела.

Напоминаю снова и снова о необходимости ставить понятные и информативные ссылки, чтобы вы сами смогли потом понять, где то место, куда вы ссылаетесь. Ставим длинные и подробные имена ссылок, чтобы потом не искать по Тайге ris21 или tabl43. Никаких оправданий таким именам ссылок нет, и дядя Кнут будет недоволен.

Набор простой таблицы в LaTeX
Например, нам не требуется ссылка на таблицу или подпись под ней - тогда достаточно только окружения \begin{tabular}... \end{tabular}. Ниже - пример кода простой таблицы в ЛаТеХе.

\begin{center}
\begin{tabular}{ccc}
Расширение краёв: & \textbf{1,0-1,4} & размер ФРТ \\
Аподизация: & \textbf{0,25-0,30}& размер ФРТ \\
Сглаживания краёв: & \textbf{0,25-0,50}& размер ФРТ \\
\end{tabular}
\end{center}

Расширение краёв:	1,0-1,4	размер ФРТ
Аподизация:	0,25-0,30	размер ФРТ
Сглаживания краёв:	0,25-0,50	размер ФРТ

Здесь есть та самая партизанская засада, про которую говорилось выше: если вы внутрь окружения tabular поставите метку командой \label{} а потом сошлётесь на неё, то получите совсем не то, что ждёте. Ссылка в тексте укажет на номер раздела, а вовсе не таблицы.

Тут-то мы и вспоминаем про замечательное окружение table. Вот как наша таблица будет выглядеть с этим окружением:

\begin{table}[H]
\caption{Исправьте это на подпись к таблице}
\label{tabular:timesandtenses}
\begin{center}
\begin{tabular}{ccc}
Расширение краёв: & \textbf{1,0-1,4} & размер ФРТ \\
Аподизация: & \textbf{0,25-0,30}& размер ФРТ \\
Сглаживания краёв: & \textbf{0,25-0,50}& размер ФРТ \\
\end{tabular}
\end{center}
\end{table}

Таблица 1.1:
Исправьте это на подпись к таблице

Расширение краёв:	1,0-1,4	размер ФРТ
Аподизация:	0,25-0,30	размер ФРТ
Сглаживания краёв:	0,25-0,50	размер ФРТ

Вроде как то же самое, только номер теперь стал 1.1. А кроме того, окружение table позволит вам указывать LaTeX, где вы хотите видеть таблицу:

1. оставить определение места таблицы в тексте на усмотрение ЛаТеХа - \begin{table}[h] "хотелось бы таблицу здесь";
2. настойчиво просить разместить таблицу после текста \begin{table}[h!] "очень хочу таблицу здесь", или
3. ударить кулаком по столу - таблицу тут \begin{table}[H]"ХОЧУ таблицу здесь и баста", а с прибавлением буквы p мы заставляем поместить ЛаТеХ таблицу отдельно на страницу так: \begin{table}[pH].

Вставка подписи к таблице \caption{Исправьте это на подпись к таблице} и ссылки на таблицу \label{tabular:timesandtenses} делается так же, как и для рисунков.



Объединение нескольких колонок в одну
Часто нужно сделать в колонке пояснение, и убрать вертикальные линии для этого. В визуальных табличных редакторах типа OpenOffice.Calc это довольно просто. В ЛаТеХе это ничуть не сложнее, просто для этого нужно воспользоваться командой \multicolumn.

Синтаксис у неё простой: \multicolumn{2}{|c|}{Результаты измерений} означает, что мы объединяем 2 (два) столбца в таблице, получившаяся ячейка будет центрирована и с вертикальными линиями, а в ней будет текст Результаты измерений. Вот как это выглядит в реальной жизни:

Таблица 2: Измерительные характеристики цифровой камеры Canon EOS 400D.

Параметр	Значение
Разрешение	3888х2592
Размер сенсора	22.2х14.8 мм
АЦП	12 bit
Результаты измерений
Темновое смещение (BLO)	256
Максимальный линейный сигнал	3070 DN
Значение насыщения	3470 DN

\begin{table}[H]
\caption{\label{tab:canonsummary}Измерительные характеристики цифровой камеры Canon EOS 400D.}
\begin{center}
\begin{tabular}{|c|c|}
\hline
Параметр & Значение \\
\hline
Разрешение & $3888 \times 2592$ \\
Размер сенсора & $22.2 \times 14.8$ мм \\
АЦП & 12~bit\\
\hline
\multicolumn{2}{|c|}{Результаты измерений} \\
\hline
Темновое смещение (BLO) & 256 \\
Максимальный линейный сигнал & 3070~DN \\
Значение насыщения & 3470~DN \\
\hline
\end{tabular}
\end{center}
\end{table}

Это может пригодиться особенно в длинных таблицах, которые простираются на несколько страниц и которые нужно переносить со страницы на страницу. Сейчас мы ими и займёмся.


Многостраничные таблицы
Время от времени таблицы становятся длинными до неприличия и не влезают в одну страницу. Чтобы сделать многостраничную таблицу в ЛаТеХе, используем пакет расширений \usepackage{longtable}, который подключаем в преамбуле документа (там, где остальные команды типа \usepackage). В остальном всё то же самое, как и раньше, только используем окружение longtable вместо table. Вот пример:

\begin{longtable}[h]{lp{0.7\linewidth}}
$A$ & area of the (geometrical) pixel [m\textsuperscript2] \\
$c$ & Speed of light $\approx 3 \cdot 10^8$ m/s \\
$DYN_{in}$ & Input dynamic range [1] \\
$DYN_{out}$ & Output dynamic range~[1] \\
$E$ & irradiance on the sensor surface~[W/m\textsuperscript2] \\
$F$ & Non-whiteness coefficient \\
$h$ & Planck's constant h $\approx6.63 \cdot 10^{-34} Js$ \\
$K$ & overall system gain~[DN/e-] \\
$k_d$ & Doubling temperature of the dark current~[$^\circ$C] \\
$N_d$ & dark current~[e-/s] \\
$N_{d30}$ & dark current for a housing temperature of $30^\circ C$~[e-/s]\textsuperscript2 \\
$S_g^2$ & variance coefficient of the spatial gain noise~[\%] \\
\end{longtable}

Стоит упомянуть, что если столбец слишком широкий, можно задать его ширину вот так: \begin{longtable}[h]{lp{0.7\linewidth}} с помощью выражения p{0.7\linewidth}, которое сделает столбец шириной в 70\% от ширины линии.

Этот материал написал Михаил Конник aka virens и опубликовал на своём блоге Записки дебианщика.


Таблицы с объединением столбцов
Для того, чтобы несколько столбцов объединить в один (особенно в начале таблицы, для заголовков), применяется хитрый приём, сочетающий в себе несколько трюков. Я в начале не зря говорил, что таблицы в ЛаТеХе часто - занятие не для слабонервных :-) И тем не менее, выход есть всегда, вот например:

Таблица: Нестандартные болты для левой резьбы.

	Диаметр
Нестандартные болты	Норма	Разброс
Размеры	10 мм	1 мм

Разбор полётов: для этой таблицы использован трюк с \multicolumn для объединения двух ячеек в одну, \cline{2-3} для прочерчивания горизонтальной линии в таблице от второй колонки до третьей, и \raisebox для вставки надписи Нестандартные болты. А вот и код:

\begin{table}[H]
\caption{\label{tab:bolts} Нестандартные болты для левой резьбы.}
\begin{center}
\begin{tabular}{|c|c|c|}
\hline
& \multicolumn{2}{c|}{Диаметр} \\
\cline{2-3}
\raisebox{1.5ex}[0cm][0cm]{Нестандартные болты}
& Норма & Разброс \\
\hline
Размеры & 10 мм & 1 мм \\
\hline
\end{tabular}
\end{center}
\end{table}

Надеюсь, что с такими таблицами вы будете встречаться так же редко, как и с такими экзотическими болтами.


Поворот таблицы в LaTeX
Ну и под занавес приведу пример достаточно сложной таблицы, которая повёрнута на 90 градусов (таблица в ландшафтной ориентации в ЛаТеХе). Поворот сделан при помощи команды \rotatebox{90}{я - объект} что обеспечивает поворот любого объекта. Так как данные структурированы и код организован достаточно логично, редактировать таблицу относительно просто. Итак:

\rotatebox{90}{ %это обеспечивает поворот любого объекта
\begin{minipage}{1.5\linewidth}
\begin{table}[H]
\caption{Сравнение количественных данных по влиянию искажений на результат декодирования}
\begin{center}
\begin{tabular}{|p{5cm}c|c|}
\hline
\multicolumn{3}{|c|}{\textbf{Графические изображения}}\\
\hline
\textbf{Характеристика} & \textbf{8-битные} & \textbf{16-битные}\\
\hline
\multicolumn{3}{|c|}{Влияние шумов квантования}\\
\hline
Шумы квантования
& $6.3 \div 22.6\%$
& $0.2 \div 0.5\%$ \\
\hline
\multicolumn{3}{|c|}{Влияние шумов фотоприёмника}\\
\hline
Шумы фотоприёмника
& $8.8 \div 87.5\%$
& $7.1 \div 87.6\%$ \\
\hline
\multicolumn{3}{|c|}{Влияние особенностей ФРТ}\\
\hline
декодирование ФРТ той же реализацией шума
& $6 \div 13\%$
& $0.5 \div 15\%$ \\
\hline
декодирование ФРТ с другой реализацией шума
& $6 \div 14\%$
& $0.3 \div 12\%$ \\
\hline
декодирование идеальным ФРТ
& $6 \div 6.5\%$
& $0.2 \div 6.4\%$ \\
\hline
\end{tabular}
\end{center}
\end{table}
\end{minipage}}


Заключение
В этом разделе я собрал все примеры таблиц, которые использовал в реальных документах. Этого должно хватить для того, чтобы оформить практически любую таблицу, которую нужно вставить в ЛаТеХовский документ. Главное - структурирование кода таблицы и не лениться в этом деле, иначе таблицы в ЛаТеХе могут превратиться для вас в камеру пыток.