版权声明：本文为CSDN博主「smstong」的原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/smstong/article/details/44340637
1 数学公式的web解决方案
在网页上显示漂亮的数学公式，是多年来数学工作者和学者的愿望。最容易实现的方式就是使用离线编辑器如word，Latex等编写完公式，然后截图作为图片在html网页中显示。然而这种方式存在很多缺点：
- 无法在线修改，离线修改后必须重新截图
- 放大显示会失真，这是位图的天生缺陷
- 不同的离线编辑器生成的显示效果不同，很难统一
- 由于无法直接编辑，所以即使看到了公式，也无法在此基础上进一步修改，不利于交流
当然，位图显示公式也有一个最大的优点，那就是兼容所有浏览器，不需要任何插件就可以浏览。
随着html, css的持续发展，使用纯html+css来显示公式已经非常可行，于是大名鼎鼎的MathJax出现了。它是一个开源的JavaScript库，用来把特定格式的公式描述转换为html+css或者svg代码，从而在浏览器上显示数学公式。
2 MathJax渲染过程简单模拟
2.1 MathJax最简示例
先来看一个带公式的最简网页实例mathjax.html。
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>MathJax TeX Test Page</title>
<script type="text/x-mathjax-config">
MathJax.Hub.Config({tex2jax: {inlineMath: [['$','$'], ['\\(','\\)']]}});
</script>
<script type="text/javascript"
src="http://cdn.mathjax.org/mathjax/latest/MathJax.js?config=TeX-AMS-MML_HTMLorMML">
</script>
</head>
<body>
When $a \ne 0$, there are two solutions to \(ax^2 + bx + c = 0\) and they are
$$x = {-b \pm \sqrt{b^2-4ac} \over 2a}.$$
</body>
</html>
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
在浏览器中打开mathjax.html，会显示如下图：
其对应的html代码如下图：
2.2 模拟MathJax渲染原理
从前面的例子可以看出，MathJax中数学公式是用一些特殊字符串表示的，这些字符串被特定的边界$ $和$$ $$包围。然后MathJax引擎会根据边界提取公式表达式，然后把它们替换成用户显示公式的html+css代码。
下面我们来模拟这一过程。用math.js模拟MathJax.js，如下所示：
window.onload = function()
{
var body = document.getElementsByTagName('body')[0];
var oldBody = body.innerHTML;
var newBody = oldBody.replace(/[^$]\$([^$]+)\$[^$]/g, function(str, r1){
return MathJax_inline(r1);
});
newBody = newBody.replace(/\$\$([^$]+)\$\$/g, function(str, r1){
return MathJax_block(r1);
});
body.innerHTML = newBody;
}
// 把公式内容描述转换为显示描述
function MathJax_inline(r1)
{
return '<span style="color:red">' + r1 + '</span>';
}
function MathJax_block(r1)
{
return '<div style="color:red">' + r1 + '</div>';
}
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
html页面相应修改：
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<title>MathJax TeX Test Page</title>
<script type="text/javascript" src="math.js"></script>
</head>
<body>
When $a \ne 0$, there are two solutions to $ax^2 + bx + c = 0$ and they are
$$x = {-b \pm \sqrt{b^2-4ac} \over 2a}.$$
</body>
</html>
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
来看看效果：
虽然没有正确显示出公式，但是已经识别出了公式边界，并把公式部分用红色显示出来。真正的MathJax是把公式表达式替换成显示公式的html代码，而不是简单的设置为红色，但是这其中的处理原理是一致的。
3 CSDN-MarkDown编辑器常用数学公式输入教程
MathJax支持多种公式输入输出规范，输入格式可以是MathML, TeX，ASCIImath中的任何一种，输出格式可以是html+css，或svg，或MathML。下面仅对最常用的Tex输入规范进行说明。
3.1 公式定界符与关键字
CSDN-MarkDown编辑器使用的公式定界符为$和$$，单美元符号包围的是行内公式，双美元符号包围的是块公式。
Tex关键字（字符转义序列）表示特殊显示符号，如\frac表示分数，其后面可以跟随参数，参数多少与关键字有关。
3.2 上下标
^表示上标，_表示下标，如果上（下）标内容多于一个字符就需要使用{}，注意不是( ), 因为( )经常是公式本身组成部分，为避免冲突，所以选用了{ } 将其包起来。
示例：$x^{y^z}=(1+e^x)^{-2xy^w}$
效果：xyz=(1+ex)−2xywxyz=(1+ex)−2xyw
上面输入的上下标都是在字符的右侧，要想在左侧或者两侧都写上下标，那么需要使用\sideset语法。
示例：$\sideset{^1_2}{^3_4}\bigotimes$
效果：⨂12⨂34⨂21⨂43
3.3 括号和分隔符
( )和[ ]就是自身了，由于{ } 是Tex的元字符，所以表示它自身时需要转义。
示例：$f(x,y) = x^2 + y^2, x\epsilon[0,100]$
效果：f(x,y)=x2+y2,xϵ[0,100]，y={3,4,5}f(x,y)=x2+y2,xϵ[0,100]，y={3,4,5}
有时候括号需要大号的，普通括号不好看，此时需要使用\left和\right加大括号的大小。
示例：$(\frac{x}{y})^8$，$\left(\frac{x}{y}\right)^8$
效果：(xy)8(xy)8
\left和\right必须成对出现，对于不显示的一边可以使用 . 代替。
示例：$\left.\frac{{\rm d}u}{{\rm d}x} \right| _{x=0}$
效果：dudx∣∣x=0dudx|x=0
3.4 分数
使用\frac{分子}{分母}格式，或者 分子\over 分母。
示例：$\frac{1}{2x+1}$或者$1\over{2x+1}$
效果：12x+112x+1
3.5 开方
示例：$\sqrt[9]{3}$ 和 $\sqrt{3}$
效果：3–√939
3.6 省略号
有两种省略号，\ldots 表示语文本底线对其的省略号，\cdots表示与文本中线对其的省略号。
示例：$f(x_1, x_2, \ldots, x_n)=x_1^2 + x_2^2+ \cdots + x_n^2$
效果：f(x1,x2,…,xn)=x21+x22+⋯+x2nf(x1,x2,…,xn)=x12+x22+⋯+xn2
3.7 矢量
示例：$\vec{a} \cdot \vec{b}=0$
效果: a⃗ ⋅b⃗ =0a→⋅b→=0
3.8 积分
示例：$\int_0^1x^2{\rm d}x $
效果： ∫10x2dx∫01x2dx
3.9 极限
示例：$\lim_{n\rightarrow+\infty}\frac{1}{n(n+1)}$
效果： limn→+∞1n(n+1)limn→+∞1n(n+1)
3.10 累加、累乘
示例：$\sum_1^n\frac{1}{x^2}$， $\prod_{i=0}^n\frac{1}{x^2}$
效果：∑n11x2∑1n1x2
3.11 希腊字母
希腊字符示例：$$\alpha A \beta B \gamma \Gamma \delta \Delta \epsilon E \varepsilon \zeta Z \eta H \theta \Theta \vartheta \iota I \kappa K \lambda \Lambda \mu M \nu N \xi \Xi o O \pi \Pi \varpi \rho P \varrho \sigma \Sigma \varsigma \tau T \upsilon \Upsilon \phi \Phi \varphi \chi X \psi \Psi \omega \Omega$$
效果：
3.12 数学符号大汇总
±±：\mid
⋅⋅：\coprod
集合运算符：
∅∅：\bigsqcup
对数运算符：
loglog ：\ln
三角运算符：
⊥⊥ ：\csc
微积分运算符：
y′xy′x：\nabla
逻辑运算符：
∵∵：\not\subset
戴帽符号：
y^y^ ：\breve{y}
连线符号：
a+b+c+d¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯a+b+c+d¯：\overbrace{a+\underbrace{b+c}_{1.0}+d}^{2.0}
箭头符号：
↑↑：\Downarrow
