Bucles LaTeX en \newcommand

Question

He usado LaTeX durante aproximadamente un año y cada vez que escribo un artículo trato de mejorar mis conocimientos, por lo que recientemente he estado creando mis propios comandos para ayudar a ahorrar tiempo. Me interesa saber si es posible utilizar "bucles for" en LaTeX para crear \newcommandde la siguiente manera:

\newcommand{idmatrix}[1]

donde mi parámetro es el tamaño, digamos, ny luego imprimirá una matriz de identidad nx . nEsto sería útil para ecuaciones en las que quiero mostrar los cálculos matriciales pero no tengo que hacer el trabajo mundano de usar \bmatrix, etc. y crear una matriz de 3x3 o 2x2 cada vez.

Answer 1

Aquí hay una implementación con características de LaTeX3. Cuando\idmatrix{norte}Se llama por primera vez a una nueva variable de lista de tokens que contiene el código para producir la matriz, de modo que pueda reutilizarse sin tener que compilarse cada vez.

Por lo tanto, \idmatrix{2}construirá la variable de lista de tokens \g_julian_idmatrix_1_tly la usará; Las llamadas posteriores de \idmatrix{2}solo usarán la variable.

\documentclass{article}
\usepackage{xparse}

\ExplSyntaxOn
\NewDocumentCommand{\idmatrix}{ m }
 {
  \justin_idmatrix:n { #1 }
 }

\cs_new_protected:Npn \justin_idmatrix:n #1
 {
  \tl_if_exist:cF { g_justin_idmatrix_#1_tl }
   {
    \justin_make_idmatrix:n { #1 }
   }
  \tl_use:c { g_justin_idmatrix_#1_tl }
 }

\cs_new_protected:Npn \justin_make_idmatrix:n #1
 {
  \tl_new:c { g_justin_idmatrix_#1_tl }
  \tl_gput_right:cn { g_justin_idmatrix_#1_tl }
   {
    \left[ % or the delimiter you like best
    % there's a column more for accommodating the empty value after the last 0& (or 1&)
    \begin{array}{ @{} *{#1}{c} @{} c @{} }
   }
  \int_step_inline:nnnn { 1 } { 1 } { #1 }
   {
    % At step k add k-1 zeroes
    \prg_replicate:nn { ##1 - 1 }
     {
      \tl_gput_right:cn { g_justin_idmatrix_#1_tl } { 0 & }
     }
    % Add a 1
    \tl_gput_right:cn { g_justin_idmatrix_#1_tl } { 1 & }
    % Add n - k zeroes
    \prg_replicate:nn { #1 - ##1 }
     {
      \tl_gput_right:cn { g_justin_idmatrix_#1_tl } { 0 & }
     }
    % End the line
    \tl_gput_right:cn { g_justin_idmatrix_#1_tl } { \\ }
   }
  \tl_gput_right:cn { g_justin_idmatrix_#1_tl }
   {
    \end{array}
    \right] % or the delimiter you like best
   }
 }

\ExplSyntaxOff

\begin{document}
\[
\idmatrix{1}\quad
\idmatrix{2}\quad
\idmatrix{3}\quad
\idmatrix{4}
\]
\[
\idmatrix{12}
\]
\end{document}

Answer 2

Para responder a tu pregunta todo lo que necesitas es sólo una ligera modificación de lo que se dice.aquí:

\documentclass{article}

\usepackage{amsmath,amssymb,mathtools}
\usepackage{ifthen}

\newcommand{\forLoop}[5][1]
{%
\setcounter{#4}{#2}%
\ifthenelse{ \value{#4} < #3 }%
{%
#5%
\addtocounter{#4}{#1}%
\forLoop[#1]{\value{#4}}{#3}{#4}{#5}%
}%
% Else
{%
\ifthenelse{\value{#4} = #3}%
    {%
    #5%
    }%
% Else
    {}%
}%
}

\newcounter{identRow}
\newcounter{identCol}
\newcommand{\idmatrixn}[1]
{
\begin{bmatrix}
\forLoop{1}{#1}{identRow}
    {
    \forLoop{1}{#1}{identCol}
        {
        \ifthenelse{\equal{\value{identRow}}{\value{identCol}}}{1}{0}
        \ifthenelse{\equal{\value{identCol}}{#1}}{}{&}
        }
    \\
    }
\end{bmatrix}
}

\begin{document}
\idmatrixn{10}
\end{document}

Tenga cuidado ya que noté que el bmatrix entorno no admite matrices mayores que 10x mo m x 10donde 0<m<11. Si necesita matrices más grandes, puede utilizarlas arrayde la siguiente manera:

\newcounter{identRow}
\newcounter{identCol}
\newcommand{\idmatrixn}[1]
{
\left[\begin{array}{*{#1}c}
\forLoop{1}{#1}{identRow}
    {
    \forLoop{1}{#1}{identCol}
        {
        \ifthenelse{\equal{\value{identRow}}{\value{identCol}}}{1}{0}
        \ifthenelse{\equal{\value{identCol}}{#1}}{}{&}
        }
    \\
    }
\end{array}\right]
}