余白の書きなぐり

aueweのブログ

quickrunで部分コンパイル (LaTeXが捗る)

Vim LaTeX

Vim Advent Calendar 2013 の24日目の記事です。 昨日は @thincaさんの submode.vim で特定の条件の時だけ submode に入るでした。

さて今日は、昨日担当者のthincaさん作の quickrun というVimプラグインの、 hook/eval/template という機能を紹介します。 この機能はLaTeXで数式や表を作成する際に大変役立つのですが、 あまり使われてない様子なので布教します。

一部だけコンパイルしたい

LaTeXを書くときに間違えやすい箇所といえば、数式(あるいは表)です。 そこで何度も 「書く→コンパイル→書く→コンパイル→修正→コンパイル...」 という作業を繰り返すわけですが、 文章全体をコンパイルするのは不毛 じゃないですか？ 具体的には以下の様な点でアホだと思います。

  • 今書いてる数式のpdfを見たい。他の箇所はいらない(邪魔)
  • 特にpdfが複数ページだと、編集箇所を見つけるのが大変面倒
  • コンパイルに時間がかかる
  • pdfのサイズも増える

そこで部分コンパイルの出番です。

具体的にやりたいこと

  • visual-mode で選択した箇所をコンパイル
  • normal-mode で align 環境にいる場合、その数式部分だけコンパイル

とりあえず以上を目標にします。 align環境だけでなく、tabular環境等に拡張するのは容易です。

quickrunのtemplate機能を使う

quickrunの使い方は去年のVACの記事 quickrun.vim について語る にまとまっているので、既知とします。

さてquickrunにtemplateという機能があることを冒頭で述べましたが、 簡単に説明すると 「予めテンプレートを作成しておき、その中の %s を元のソースファイルに置き変える」 という機能です 詳細はhelpの quickrun-module-hook/eval という項目に載っています。 今回のテンプレートとしては

プリアンブル
\begin{document}
%s
\end{document}

みたいなのを作っておけばよさそうです。

このtemplate機能、イイ線いってるものの、実現したい内容とは少し違います。 テンプレート内の %s が元のソースファイルの一部に置き変わって欲しいのであって、全体が置き換わっては意味がありません。

そこで使うのが quickrunの 実行モード という機能です。 要するに visual-mode から mode -v でquickrunを起動すると、 選択領域が一時ファイルに書きだされた後、実行されます。 詳細はhelpの

  • quickrun-option-mode
  • quickrun-option-tempfile

を参照してください。

実装

現在の僕の .vim/ftplugin/tex.vim は以下の様な感じです。

visual-modeでLaTeXファイルの一部を選択し、 <Space>sすれば、そこだけコンパイルされた tmptex.pdf が生成されます。 またalign環境内で <Space>sすれば、その環境内の数式が入った tmptex.pdf が生成されます。

let g:quickrun_config.tmptex = {
\   'exec': [
\           'mv %s %a/tmptex.latex',
\           'platex -output-directory=%a %a/tmptex.latex',
\           'dvipdfmx -o %a/tmptex.pdf %a/tmptex.dvi',
\           ],
\
\   'outputter' : 'quickfix',
\                 
\   'hook/eval/enable'   : 1,
\   'hook/eval/cd'       : "%s:r",
\
\   'hook/eval/template' : '\documentclass{jarticle}'
\                         .'\usepackage{amsthm,amssymb,amsmath}'
\                         .'\begin{document}'
\                         .'%s'
\                         .'\end{document}', 
\
\   'hook/sweep/files'   : [ 
\                          '%a/tmptex.latex',
\                          '%a/tmptex.log',
\                          '%a/tmptex.aux',
\                          '%a/tmptex.dvi'
\                          ],
\}

vnoremap <silent><buffer> <Space>s  <ESC>:<C-u>
\let @x = expand("%:p:h:gs?\\\\?/?")<CR>
\gv:<C-u>quickrun -mode v -type tmptex -args @x<CR>

nnoremap <silent><buffer> <Space>s  :<C-u>
\let @x = expand("%:p:h:gs?\\\\?/?")<CR>
\mx
\?begin.*align<CR>V
\/end.*align<CR>
\:<C-u>quickrun -mode v -type tmptex -args @x<CR>
\`x

なんかごちゃごちゃしていますが、 まず let g:quickrun_config.tmptex の部分から見ていきます。

execの部分は、 要するに tmptex.pdf を得るための手続きが書かれています。 quickrunを呼び出す際に、LaTeXファイルの存在するパスを %a の引数として受け取ります。 %sは一時ファイル (visual-modeで選択した文字列が入っている) の名前です。

hook/eval/templateは、各自が最強のプリアンブルを容易する場所です。 hook/sweepは、コンパイル時の副産物を自動消去する設定です。

次に vnoremap の部分を見ます。 let @x = expand("%:p:h:gs?\\\\?/?") の部分は、LaTeXファイルの存在するパスを 文字列として @x 変数に格納しています。 その後、quickrunを-mode v で呼び出して、-args @x で引数として前述したファイルパスを渡しています。

最後の nnoremap の部分については、 vnoremap する前に begin{align}とend{align}の文字列を探してvisual選択してるだけなので割愛します。

vnoremapやnnoremap周辺の設定がごちゃごちゃしています。 もっと簡潔に書きたいので、強い vimmer の天啓が下るよう祈ります。

他のマークアップ系言語でも、 template と mode -v のコンボは威力を発揮する気がします。

sshfsでリモートのディレクトリをマウント

リモートログイン

リモートのデータをローカルにマウントする意義

多くの場合リモートの環境は貧弱で、そして解析すべき豊富なデータが眠っている。 一方ローカルの環境は最強だが、解析すべきデータは無い。 このミスマッチを解消するために、リモートの有用なディレクトリをローカルにマウントする作戦。筋が良い。

sshfsを使えばこの作戦が実行できる。 つまり @dokoka という名のリモートサーバー にある /achira/ ディレクトリを、 ローカルの空ディレクトリ /kochira/ にマウントできる。

何より便利なのは、ローカルにマウントした後、リモートの /achira を直接編集すると、ローカルの /kochira/ に即座に反映されるところ。 逆に、ローカルで /kochira/ を編集すると、リモートの /achira/に反映される。

具体的な効能としては、たとえばローカルにしかインストールされていないリッチなソフトでリモートのファイルを解析できる。 あるいはローカルの .zshrc や .vimrc の下でリモートのファイルを編集できる。 他には、リモートで gnuplot して得た pdf ファイルをローカルで直接開けるようになった。 リモートには X-window-system が無いので、今まで毎度毎度scpしていたが、今後は scp せずに済む。 ありがたい。

sshfsのインストール

LinuxMintならaptで一撃だった。 ローカルで以下のコマンドを実行すればよい。

$ sudo apt-get install sshfs

リモートのサーバーについては何も設定しなくてよい。

sshfsの使い方

前提として、リモートの @dokoka サーバーに ssh でアクセスできるとする。 sshfsを使うには、ローカルで以下のコマンドを実行すればよい。 /kochiraや/achiraは、適宜/home/auewe/datadirや~/datadirのように読み替えること。

$ mkdir /kochira
$ sshfs username@dokoka:/achira /kochira
### scpでリモートのディレクトリをコピーするのと同じ構文

これで @dokoka という名のリモートサーバー にある /achira/ ディレクトリを、 ローカルにある空のディレクトリ /kochira/ にマウントできた。

アンマウントするには、ローカルで以下のコマンドを実行。

$ fusermount -u /kochira

参考 sshで他マシンのファイルシステムをマウントするには

はてなブログにLaTeXで数式を書く (Markdown記法用)

LaTeX

追記 2014/05/10 この記事は古いので、 はてなブログの LaTeX 数式表示がデフォルトで MathJax 化された を参照してください。

MathJaxを導入したら、はてなブログがMarkdown+LaTeXという夢の様な環境になって便利という話。

はてな記法で数式を書く

以前は以下の方法ではてなブログに数式を書いていた。 いわゆるはてな記法を使う方法。

[tex:{ \displaystyle
b_n = \sum_{m=0}^{N-1} a_m
}]

{ \displaystyle b_n = \sum_{m=0}^{N-1} a_m }

この方式では数式が画像に変換されてしまい、よくない。

MathJaxで数式を書く

画像化するのではなく、javascriptでフォントの位置とサイズを整えて数式を表示するMathJaxという仕組みがある。 MathJaxはすでに有力な標準仕様で、画像化するより MathJaxを使ったほうが綺麗らしい ので乗り換えた。 LaTeXコマンドをそのままブログに書ける ので、かなり便利。　

導入の詳細は はてなブログで MathJax \( \alpha^{\beta^{\gamma}} \) (←リンク名にも数式が使えるのだ) や MathJaxでの数式表示を試す を参照。 要するにはてなブログのサイドバーに

<script
  type="text/javascript"
  src="https://c328740.ssl.cf1.rackcdn.com/mathjax/latest/MathJax.js?config=TeX-AMS-MML_HTMLorMML"
></script>

と書くだけ。むっちゃ簡単。

文中の数式は、以下のように\\(と\\)で数式部を挟む。

京都北山 \\( \alpha \\) ステーション！

京都北山 \( \alpha \) ステーション！

普通のLaTeXでは$ \alpha $ とするけれど、 MathJaxでは $ 記号が推奨されない。 そのかわり、普通のMathJaxでは\( \alpha \)とするのが推奨されている。 ただしこのブログは Markdown で書かれてるのでエスケープを2重にしなければならない。 つまり\\( \alpha \\)とする。 エスケープ関連の問題はややこしいので追記に書いた。

別行立ての数式を書く時はalign環境を使う。

\begin{align\*}
b_n = \sum_{m=0}^{N-1} a_m
\end{align\*}

\begin{align} b_n = \sum_{m=0}^{N-1} a_m \end{align}

算数のおべんきょうが捗る。

2014/02/17 追記

id:tosh1ki さんに指摘されたので追記します。
参考 : はてなブログ(Markdown記法)+MathJaxの記入例

MathJax環境内では _,*[]() の文字をエスケープしないと、 数式化されない場合がある。一例を上記ブログから引用する。

アンダースコアを全てエスケープした場合
\\(
\mathcal{Z}[x\_{n}]=\sum\_{n=-\infty}^{\infty} x\_{n}z^{-n}\\
\\)

\( \mathcal{Z}[x_{n}]=\sum_{n=-\infty}^{\infty} x_{n}z^{-n}\ \)

↑正しく数式化された。

アンダースコアのエスケープを外した場合
\\(
\mathcal{Z}[x_{n}]=\sum_{n=-\infty}^{\infty} x_{n}z^{-n}\\
\\)

\( \mathcal{Z}[x{n}]=\sum{n=-\infty}^{\infty} x_{n}z^{-n}\ \)

↑数式化されない!!

きちんとエスケープしましょう。

C言語からLAPACKを呼んで逆行列を求める(LU分解する)

C 数値計算 LAPACK

数値解析の授業で逆行列は求めちゃダメって言われたけど、気にしない気にしない。

実行列の逆行列を求める

Fortranの DGETRF でLU分解した後、 DGETRI で逆行列を求める。

/*
 * hoge.c
 * SIZE*SIZE型の実行列の逆行列を計算
 * 元の行列は
 *  (2 3  )
 *  (1 0.5)
 */

#define SIZE 2
#include <stdio.h>

int main(void){
  int    m       = SIZE ; // 行のサイズ
  int    n       = SIZE ; // 列のサイズ
  int    lda     = SIZE ; // mと同じ値
  double A[SIZE*SIZE]   ; // m x n の行列成分。この行列の逆行列を求める。
  A[0] = 2.0 ;A[2] = 3.0;
  A[1] = 1.0 ;A[3] = 0.5;
  int    info           ; // 計算が成功すれば0を返す
  int    ipiv[SIZE]     ; // 要素数はm,nのうち小さい方とする
  int    lwork   = SIZE ; // nと同じ値
  double work[SIZE]     ; // 要素数はlworkと同じ値

  // LAPACKのdgetrfサブルーチンを呼んで、行列AをLU分解
  // 引数は全て参照渡し
  dgetrf_( &m, &n, A, &lda, ipiv, &info);

  // LU分解後の行列から逆行列を求める
  // 逆行列は元の配列Aに入る
  dgetri_( &n, A, &lda, ipiv, work, &lwork, &info);

  printf("%+8.5lf %+8.5lf\n", A[0], A[2]);
  printf("%+8.5lf %+8.5lf\n", A[1], A[3]);
}

コンパイルと実行結果

$ gcc hoge.c -llapack -lblas -lm
$ a.out
-0.25000 +1.50000
+0.50000 -1.00000

引数の詳細については、下手な解説を見るより dgetrf と dgetri を読むのが一番わかりやすい。

CとFortranの配列形式の違いについては、 CとFortranで行列の添字が異なる点への注意喚起 に書いた。

複素行列の逆行列を求める

Fortarnの ZGETRF でLU分解した後、 ZGETRI で逆行列を求める。 実行列の場合との違いは、行列Aと配列workの型がdoubleからdouble _Complexに変わったところ。

/*
 * hoge.c
 * SIZE*SIZE型の複素行列の逆行列を計算
 * 元の行列は
 *  (0.5+i 1.0+0.5i)
 *  (2.0   1.0     )
 */

#define SIZE 2   // 2*2型の行列
#include <stdio.h>
#include <complex.h>

int main(void){
  int    m       = SIZE        ; // 行のサイズ
  int    n       = SIZE        ; // 列のサイズ
  int    lda     = SIZE        ; // mと同じ値
  double _Complex A[SIZE*SIZE] ; // m x n の行列成分。この行列の逆行列を求める。
  A[0]= 0.5+I ; A[2]= 1.0+0.5*I;
  A[1]= 2.0   ; A[3]= 1.0;
  int    info                  ; // 計算が成功すれば0を返す
  int    ipiv[SIZE]            ; // 要素数はm,nのうち小さい方とする
  int    lwork   = SIZE        ; // nと同じ値
  double _Complex  work[SIZE]  ; // 要素数はlworkと同じ値

  // LAPACKのzgetrfサブルーチンを呼んで、行列AをLU分解
  // 引数は全て参照渡し
  zgetrf_( &m, &n, A, &lda, ipiv, &info);

  // LU分解後の行列から逆行列を求める
  // 逆行列は元の配列Aに入る
  zgetri_( &n, A, &lda, ipiv, work, &lwork, &info);

  printf("%+8.5lf%+8.5lfI %+8.5lf%+8.5lfI\n", creal(A[0]), cimag(A[0]), creal(A[2]), cimag(A[2]));
  printf("%+8.5lf%+8.5lfI %+8.5lf%+8.5lfI\n", creal(A[1]), cimag(A[1]), creal(A[3]), cimag(A[3]));
}

コンパイルと実行結果

$ gcc hoge.c -llapack -lblas -lm
$ a.out
-0.66667-0.00000I +0.66667+0.33333I
+1.33333+0.00000I -0.33333-0.66667I

引数の詳細は zgetrf と zgetri を読むべし。 またCとFortranの配列形式の違いについては、 CとFortranで行列の添字が異なる点への注意喚起 を読むべし。

Linux Mint にVim7.4をインストール

Vim Linux

正式なaptリポジトリのVimはVer7.3で残念な感じだけど、ちょっと頑張ればVer7.4を入れることができる。

$ sudo add-apt-repository ppa:fcwu-tw/ppa
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install vim

これでインストールできる。簡単だった。バージョンの確認は

$ vim --version |head
VIM - Vi IMproved 7.4 (2013 Aug 10, compiled Aug 12 2013 09:20:12)
Modified by pkg-vim-maintainers@lists.alioth.debian.org
Compiled by buildd@
...以下はコンパイルオプションの羅列...

+luaは嬉しいけど、-python3は悲しい。

Gvimもインストールする場合は、更に以下のコマンドを実行

$ sudo apt-get install vim-gtk

Ver7.4が使いたくて今まで自力でコンパイルしてきたけど、こんなに簡単に入るのか。あーあ

参考:
http://linuxg.net/how-to-install-vim-7-4-on-ubuntu-13-10-13-04-12-04-linux-mint-16-15-13-and-debian-sid/
https://gist.github.com/usufu/6398966

仮想環境のLinux MintにVmware Tools入れる時にkernel headersが見つからない問題

Linux VMware

VMware Player にゲストOSとして Linux Mint を入れて、そこに VMware Tools をインストールするという話。 VMware Toolsを入れれば、仮想環境Windowを全画面にできるし、クリップボードが ホストOSとイケイケになるし、ディレクトリを共有できるし、かなり便利だ。

インストールの手順としては、ゲストOSの Linux Mint を立ち上げて、上タブの 仮想マシン-VMware Toolsのインストールをクリックすれば、DVDがマウントされる。 そのDVDの中に入っている VMware-Tools-8.8.6-12345.tar.gz のような圧縮ファイルを解凍すれば vmware-tools-distrib というディレクトリが生成される。 その中に vmware-install.pl というperlスクリプトが入っている。

このvmware-install.plをsudoで実行して、エンターキーを押して進んでいくと、途中で kernel headersのpathがどうたらこうたらで怒られてストップする(ことがある)。

解決方法

まず uname -aして3.8.0-25-genericのような文字列を探す。

$ uname -a
Linux auewe-virtual-machine 3.8.0-25-generic #37-Ubuntu SMP Thu Jun 6 20:47:30 UTC 2013 i686 i686 i686 GNU/Linux

/usr/src/3.8.0-25-generic 以下にシンボリックリンクを貼る

/usr/src/linux-headers-3.8.0-26-generic/include/generated/uapi/linux/version.h
という実体へのシンボリックリンクを
/usr/src/linux-headers-3.8.0-26-generic/include/linux/version.h
に作成する。

$ sudo ln -s \
/usr/src/linux-headers-3.8.0-26-generic/include/generated/uapi/linux/version.h \
/usr/src/linux-headers-3.8.0-26-generic/include/linux/version.h

最後に vmware-install.plを実行

$ sudo perl vmware-install.pl

メモ:
export LANG=en は意味なかった。

Python3の計算結果をGnuplotでグラフ化(subprocess Popenを使う)

Python Gnuplot

ディスプレイにグラフを表示させる

pythonからgnuplotを使う上で、これが最も簡単な方法。

from subprocess import call
call( ["gnuplot", "-e", "plot sin(x); pause -1"])

qを押せばグラフは消える。

グラフをファイルに保存

gnuplotの設定は長くなるので、 gnuplotCommand という文字列にまとめた。

from subprocess import call

gnuplotCommand ='''
set terminal png;
set output "sin.png";
plot sin(x);
'''

call( [ "gnuplot", "-e", gnuplotCommand])

Pythonで計算したデータをプロット

これが案外ハマる。 UNIX系なら echo で計算結果を標準出力に流して PIPE で gnuplot に食わせれば良いけれど、 Windowsでは echo が使えない(エラーが出る)。 代わりに Gow に含まれる printf 関数を使った。

from subprocess import Popen, PIPE

data = '''
1 5
2 10
3 15
'''

gnuplotCommand = '''
plot '-' ;
pause -1
'''

printData = Popen( [ 'printf', data], stdout=PIPE)
Popen( [ 'gnuplot', '-e', gnuplotCommand], stdin=printData.stdout)