【Latex】如何在Latex中插入伪代码 —— clrscode3e

1. 简介
clrscode3e是《算法导论（第三版）》使用的伪代码的宏包，clrs其实表示的是Cormen、Leiserson、Rivest和Stein。
它有个更老的版本clrscode，这个宏包CTEX自带。《算法导论》中的伪代码风格与clrscode3e的风格完全一致，要比lstlistings更适合写伪代码。
源码及手册链接http://www.cs.dartmouth.edu/~thc/clrscode/

2. 安装
clrscode3e并没有预装在CTEX中，因此需要手动加入DB中。其实很简单。
首先，下载clrscode3e.sty，将其放置在XXXCTEXMiKTeX exlatexclrscode3e文件夹下，注意这里可能需要创建clrscode3e文件夹。
这里，可以将clrscode3e.pdf放置在XXXCTEXMiKTeXsourcelatexclrscode3e文件夹方便检索。

然后，打开WinEdt，依次点击Tex $ ightarrow$ MikTex $ ightarrow$ MikTex Options，将它打开后，单机FNDB，会更新宏包的数据库。
等待完成即可，如下图所示：

3. 基本类型
CLRS3e风格的伪代码包含四种基本类型：
（1）id：变量；
（2）proc：函数；
（3）const：常量，如nil、true等；
（4）func：可以将其理解成库函数，如sin、sqrt等。
这四种类型可以在使用模式下使用，也可以在非公式编辑模式下使用。如下图：

4. 基本属性
CLRS3e将对象的属性主要可以分成三类：

• $ extit{i-string}$，主要指使用id修饰的字符串，并且不包含希腊字母；
• $ extit{x-string}$，主要指使用id修饰的字符串，包含希腊字母或者公式下表；
• 不属于上述两种，有时会把$i-string$用作$x-string$。

attrib命令是对象名是$x-string$，属性名是$i-string$的常用命令。如

此外，attribxi、attribxx、attribii、attribix用来表示这两个参数是$i-string$或$x-string$的全排列组合。（第一个字符表示对象的类型，第二字符表示属性的类型）
使用的时候，要注意的是$i-string$可以当做$x-string$用，但是一般来说$x-string$不会用作$i-string$。如

attribb命令包含三个参数，用来表示级联属性，如

此外，attribe用来表示边$(u,v)$的属性信息，attribe表示属性是$i-string$，attribex表示属性是$x-string$，如：

5. 杂项
下面三个命令仅适用于公式编辑模式

• wodots 表示".."（cdtos等表示$cdots$）
• gets 表示赋值运算符
• isequal 表示相等运算发，3e中等价于$==$但是长度略小于

6. codebox环境
codebox是编写伪代码的主要环境：

• 使用Procname指定函数名
• 使用li表示有编号的新行
• 使用zi表示不使用编号的行

    egin{codebox}
    Procname{$proc{Insertion-Sort}(A)$}
    li For $j gets 2$ To $attrib{A}{length}$
    li Do
            $id{key} gets A[j]$
    li     Comment Insert $A[j]$ into the sorted sequence
    li     $i gets j-1$
    li     While $i > 0$ and $A[i] > id{key}$
    li         Do
                    $A[i+1] gets A[i]$
    li             $i gets i-1$
                End
    li     $A[i+1] gets id{key}$
        End
    end{codebox}

生成的伪代码如下图所示：

codebox环境定义了一些关键字，具体实现可以参考源代码，可以定制自己喜欢的关键字。

• Loop相关：For, To, By, Downto, Do, While, Repeat, Until
• Selection相关：If, Then, Else, ElseIf, ElseNoIf
• Jumps相关：Return, Error, Goto
• Multithreading相关：Spawn, Sync, Parfor
• Comments相关：Comment（注释"//"），RComment（右对齐注释），CommentSymbol（注释符号）
• Indentation相关：Indentmore（增加缩进），Startalign（后续行从指定字符串开始对齐），Stopalign（停止前面的Startalign命令）

其中，Do与Then表示的命令是完全一样的（详见源码）并增加1单位的缩进，都可与End（减少1单位的缩进）配合使用。
需要注意的是使用li对Do和Then所在行编号，但是它们的下一行不编号（因为Do与Then及End都仅仅修改缩进并不实际显示）。

    egin{codebox}
    Procname{$proc{KMP-Matcher}(T,P)$}
    li $n gets attrib{T}{length}$
    li $m gets attrib{P}{length}$    
    li $pi gets proc{Compute-Prefix-Function}(P)$
    li $q gets 0$                             RComment number of characters matched
    li For $i gets 1$ To $n$                RComment scan the text from left to right
    li     Do
                While $q > 0$ and $P[q+1] 
eq T[i]$
    li             Do $q gets pi[q]$        RComment next character does not match
                    End
    li         If $P[q+1] isequal x[i]$
    li             Then $q gets q+1$         RComment next character matches
                    End
    li         If $q isequal m$              RComment is all of $P$ matched?
    li             Then
                        print ``Pattern occurs with shift'' $i-m$
    li                 $q gets pi[q]$        RComment look for the next match
                    End
            End
    end{codebox}

上面代码实际运行效果：

可以使用label{li:xxx}给某行伪代码做标记，然后在正文交叉引用该行所在编号。
同时可以使用setlinenumber{li:xxx}直接设定伪代码中的当前行所引用的行号。
CLRS居然是没有break、continue这些关键词的，除了自己定制新关键词外也可以使用kw命令实现$ exttt{break}$、$ exttt{continue}$的效果。