사용자 정의 명령 및 환경(Custom Commands & Environments)¶

토픽: LaTeX 레슨: 13 of 16 선수지식: Lessons 01-08 (특히 수식 조판) 목표: 사용자 정의 명령, 환경, 개인 패키지를 생성하여 효율성을 향상시키고 일관성을 유지하는 방법 학습

소개¶

사용자 정의 명령과 환경은 다음을 가능하게 하는 강력한 기능입니다:

반복 방지: 매번 \mathbb{R}을 입력하는 대신 \R 사용
일관성 유지: 한 곳에서 표기법을 변경하면 모든 곳에 적용
가독성 향상: \norm{\vec{x}}가 \left\|\vec{x}\right\|보다 명확함
바로가기 생성: 복잡한 서식을 간단한 명령으로 정의
개인 패키지 구축: 여러 프로젝트에서 정의를 재사용

이 레슨에서는 명령 생성, 사용자 정의 환경, 카운터, 조건부 로직, 패키지 생성을 다룹니다.

사용자 정의 명령을 만드는 이유는?¶

문제점: 반복적인 코드¶

The vector space $\mathbb{R}^n$ contains vectors in $\mathbb{R}^n$.
For $x, y \in \mathbb{R}^n$, the inner product...

문제점: - \mathbb{R}을 반복적으로 입력하는 것은 지루함 - \mathbf{R}로 변경하려면 모든 경우를 수정해야 함 - 일관되지 않은 표기법의 위험

해결책: 사용자 정의 명령¶

\newcommand{\R}{\mathbb{R}}

The vector space $\R^n$ contains vectors in $\R^n$.
For $x, y \in \R^n$, the inner product...

이점: - \mathbb{R} 대신 \R 입력 - 정의를 한 번만 변경하면 모든 경우가 업데이트됨 - 문서 전체에서 일관된 표기법

기본 사용자 정의 명령¶

문법: `\newcommand`¶

\newcommand{\commandname}{replacement text}

\commandname: 백슬래시로 시작해야 하며, 문자만 사용 가능(숫자 불가)
{replacement text}: 명령이 사용될 때 LaTeX가 대체하는 내용

예제: 간단한 텍스트 대체¶

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath,amssymb}

% Natural numbers, integers, rationals, reals, complex
\newcommand{\N}{\mathbb{N}}
\newcommand{\Z}{\mathbb{Z}}
\newcommand{\Q}{\mathbb{Q}}
\newcommand{\R}{\mathbb{R}}
\newcommand{\C}{\mathbb{C}}

% Common operators
\newcommand{\dd}{\mathrm{d}}  % differential d
\newcommand{\eps}{\varepsilon}

\begin{document}

For all $x \in \R$, there exists $n \in \N$ such that $n > x$.

The integral $\int_0^1 f(x) \, \dd x$ uses an upright d.

\end{document}

비수학적 예제¶

\newcommand{\projectname}{Deep Learning Framework}
\newcommand{\version}{v2.1.0}
\newcommand{\email}{contact@example.com}

This is \projectname{} \version.  % {} prevents space issues
Contact: \email

인수를 받는 명령¶

문법: 하나의 인수¶

\newcommand{\commandname}[1]{replacement with #1}

[1]: 인수의 개수 (1-9)
#1: 첫 번째 인수 플레이스홀더

예제¶

% Absolute value
\newcommand{\abs}[1]{\left| #1 \right|}

% Norm
\newcommand{\norm}[1]{\left\| #1 \right\|}

% Set notation
\newcommand{\set}[1]{\left\{ #1 \right\}}

% Floor and ceiling
\newcommand{\floor}[1]{\left\lfloor #1 \right\rfloor}
\newcommand{\ceil}[1]{\left\lceil #1 \right\rceil}

% Usage:
$\abs{x} < 1$ and $\norm{\vec{v}} = \sqrt{\abs{x}^2 + \abs{y}^2}$

$S = \set{x \in \R : \abs{x} < 1}$

$\floor{3.7} = 3$ and $\ceil{3.7} = 4$

여러 인수¶

% Inner product
\newcommand{\ip}[2]{\left\langle #1, #2 \right\rangle}

% Derivative
\newcommand{\dv}[2]{\frac{\dd #1}{\dd #2}}

% Partial derivative
\newcommand{\pdv}[2]{\frac{\partial #1}{\partial #2}}

% Binomial coefficient
\newcommand{\binom}[2]{\left(\begin{array}{c} #1 \\ #2 \end{array}\right)}

% Usage:
$\ip{\vec{u}}{\vec{v}} = \sum_{i=1}^n u_i v_i$

$\dv{y}{x} = 2x$ and $\pdv{f}{x} = y^2$

선택적 인수(Optional Arguments)¶

문법¶

\newcommand{\commandname}[total][default for #1]{replacement with #1, #2, ...}

[total]: 총 인수 개수
[default for #1]: 첫 번째 인수의 기본값 (선택적이 됨)
필수 인수: #2, #3 등

예제¶

% Derivative with optional order
\newcommand{\derivative}[2][1]{\frac{\dd^{#1} #2}{\dd x^{#1}}}

% Usage:
$\derivative{y}$         % first derivative (default)
$\derivative[2]{y}$      % second derivative
$\derivative[n]{f}$      % nth derivative

% Vector with optional dimension
\newcommand{\vect}[2][n]{\mathbf{#2} \in \R^{#1}}

% Usage:
$\vect{x}$        % x ∈ R^n (default)
$\vect[3]{v}$     % v ∈ R^3

`\renewcommand`와 `\providecommand`¶

`\renewcommand`: 기존 명령 재정의¶

% Redefine \vec to use bold instead of arrow
\renewcommand{\vec}[1]{\mathbf{#1}}

% Now \vec{x} produces bold x instead of x with arrow

경고: 이해하는 명령에만 \renewcommand를 사용하세요. 핵심 LaTeX 명령을 재정의하면 문서가 깨질 수 있습니다.

`\providecommand`: 정의되지 않은 경우에만 정의¶

\providecommand{\R}{\mathbb{R}}

\R이 이미 존재하면 아무 일도 일어나지 않음
\R이 존재하지 않으면 정의됨
충돌을 피하기 위해 패키지에서 유용함

수학 명령 바로가기¶

일반적인 패턴¶

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath,amssymb}

% Number sets
\newcommand{\N}{\mathbb{N}}
\newcommand{\Z}{\mathbb{Z}}
\newcommand{\R}{\mathbb{R}}
\newcommand{\C}{\mathbb{C}}

% Operators
\newcommand{\dd}{\mathrm{d}}
\newcommand{\Tr}{\operatorname{Tr}}
\newcommand{\rank}{\operatorname{rank}}
\newcommand{\diag}{\operatorname{diag}}

% Delimiters
\newcommand{\abs}[1]{\left| #1 \right|}
\newcommand{\norm}[1]{\left\| #1 \right\|}
\newcommand{\ip}[2]{\left\langle #1, #2 \right\rangle}
\newcommand{\set}[1]{\left\{ #1 \right\}}

% Calculus
\newcommand{\dv}[2]{\frac{\dd #1}{\dd #2}}
\newcommand{\pdv}[2]{\frac{\partial #1}{\partial #2}}
\newcommand{\ppdv}[2]{\frac{\partial^2 #1}{\partial #2^2}}

% Linear algebra
\newcommand{\mat}[1]{\mathbf{#1}}
\newcommand{\transpose}{^{\top}}

\begin{document}

Let $\mat{A} \in \R^{m \times n}$ with $\rank(\mat{A}) = r$.

The trace satisfies $\Tr(\mat{A}\transpose \mat{A}) = \sum_{i,j} a_{ij}^2$.

For $f : \R^n \to \R$, the gradient is $\nabla f = \left( \pdv{f}{x_1}, \ldots, \pdv{f}{x_n} \right)$.

\end{document}

사용자 정의 환경¶

문법: `\newenvironment`¶

\newenvironment{envname}[args]
  {begin code}
  {end code}

envname: 환경 이름 (백슬래시 없음)
[args]: 선택적 인수 개수
{begin code}: \begin{envname}에서 실행됨
{end code}: \end{envname}에서 실행됨

예제: 사용자 정의 정리 상자¶

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath,amssymb}
\usepackage[most]{tcolorbox}

\newenvironment{mytheorem}[1]
{%
  \begin{tcolorbox}[colback=blue!5,colframe=blue!75!black,title=Theorem: #1]
}{%
  \end{tcolorbox}
}

\begin{document}

\begin{mytheorem}{Pythagorean Theorem}
  For a right triangle with legs $a$, $b$ and hypotenuse $c$:
  \[ a^2 + b^2 = c^2 \]
\end{mytheorem}

\end{document}

예제: 풀이 환경¶

\newenvironment{solution}
{%
  \par\medskip\noindent\textbf{Solution:}\par\nopagebreak
  \small
}{%
  \par\medskip
}

% Usage:
\begin{solution}
  Apply the quadratic formula:
  \[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \]
\end{solution}

예제: 사용자 정의 예제 상자¶

\usepackage{framed}
\usepackage{xcolor}

\definecolor{examplecolor}{rgb}{0.9,0.9,0.95}

\newenvironment{example}[1][]
{%
  \def\exampletitle{#1}%
  \begin{leftbar}
  \noindent\textbf{Example\ifx\exampletitle\empty\else: \exampletitle\fi}\\
}{%
  \end{leftbar}
}

카운터(Counters)¶

카운터 생성 및 사용¶

% Define counter
\newcounter{mycounter}

% Set value
\setcounter{mycounter}{0}

% Increment
\stepcounter{mycounter}

% Increment and make referable
\refstepcounter{mycounter}

% Display value
\themycounter
\arabic{mycounter}   % Arabic numerals
\roman{mycounter}    % lowercase roman
\Roman{mycounter}    % uppercase roman
\alph{mycounter}     % lowercase letters
\Alph{mycounter}     % uppercase letters

% Get numeric value
\value{mycounter}

예제: 사용자 정의 정리 카운터¶

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}

\newcounter{theorem}
\setcounter{theorem}{0}

\newenvironment{theorem}[1][]
{%
  \refstepcounter{theorem}%
  \par\medskip\noindent\textbf{Theorem \thetheorem\ifx\\#1\\\else\ (#1)\fi.}
  \itshape
}{%
  \par\medskip
}

\begin{document}

\begin{theorem}[Fundamental Theorem of Calculus]
  \label{thm:ftc}
  If $f$ is continuous on $[a,b]$, then...
\end{theorem}

By Theorem~\ref{thm:ftc}, we have...

\end{document}

카운터 계층 구조¶

% Create counter that resets with section
\newcounter{example}[section]

% Reset counter
\setcounter{example}{0}

% Automatic reset when section increments

조건부 명령(Conditional Commands)¶

`ifthen` 패키지¶

\usepackage{ifthen}

\ifthenelse{test}{true-code}{false-code}

테스트¶

% Numeric comparison
\ifthenelse{\value{counter} > 5}{Large}{Small}

% String equality
\ifthenelse{\equal{#1}{draft}}{DRAFT MODE}{}

% Boolean
\newboolean{showsolutions}
\setboolean{showsolutions}{true}
\ifthenelse{\boolean{showsolutions}}{Solutions shown}{}

예제: 조건부 풀이¶

\usepackage{ifthen}
\newboolean{solutions}
\setboolean{solutions}{true}  % Change to false to hide

\newcommand{\solution}[1]{%
  \ifthenelse{\boolean{solutions}}{%
    \par\textbf{Solution:} #1\par
  }{}%
}

% Usage:
\textbf{Problem 1:} Solve $x^2 - 5x + 6 = 0$.

\solution{Factor: $(x-2)(x-3)=0$, so $x=2$ or $x=3$.}

고급 인수 파싱: `xparse`¶

xparse 패키지는 더 강력한 명령 정의를 제공합니다.

문법¶

\usepackage{xparse}

\NewDocumentCommand{\commandname}{argument-spec}{definition}

인수 지정자¶

m: 필수 인수 {...}
o: 선택적 인수 [...] (제공되지 않으면 값은 \NoValue)
O{default}: 기본값이 있는 선택적 인수
s: 스타(별표) (부울 생성)
d() 또는 d<>: 구분된 인수 (...) 또는 <...>

예제¶

\usepackage{xparse}

% Starred variant: starred uses \|\|, unstarred uses \lVert\rVert
\NewDocumentCommand{\norm}{s m}{%
  \IfBooleanTF{#1}
    {\left\| #2 \right\|}
    {\lVert #2 \rVert}
}

% Usage:
$\norm{x}$     % \lVert x \rVert
$\norm*{x}$    % \| x \|

% Optional subscript
\NewDocumentCommand{\norm}{o m}{%
  \IfNoValueTF{#1}
    {\left\| #2 \right\|}
    {\left\| #2 \right\|_{#1}}
}

% Usage:
$\norm{x}$       % \| x \|
$\norm[2]{x}$    % \| x \|_2
$\norm[\infty]{x}$  % \| x \|_∞

`etoolbox` 패키지¶

LaTeX를 위한 고급 프로그래밍 도구를 제공합니다.

조건부 테스트¶

\usepackage{etoolbox}

% Check if command is defined
\ifdef{\commandname}{true-code}{false-code}

% Check if command is defined and not empty
\ifdefempty{\commandname}{empty-code}{nonempty-code}

% Check if string is empty
\ifstrempty{#1}{empty-code}{nonempty-code}

토글 스위치¶

\newtoggle{solutions}
\toggletrue{solutions}   % or \togglefalse{solutions}

\iftoggle{solutions}{Show solutions}{Hide solutions}

명령 패치¶

% Prepend code to existing command
\pretocmd{\section}{Code before section}{}{}

% Append code
\apptocmd{\section}{Code after section}{}{}

% Replace part of command
\patchcmd{\command}{search}{replace}{success}{failure}

사용자 정의 명령 디버깅¶

명령 정의 표시¶

\show\mycommand

정의를 콘솔/로그에 출력합니다.

Meaning¶

\meaning\mycommand

전체 확장을 보여줍니다.

디버그 메시지¶

% Print to console and log
\typeout{Debug: value is \themycounter}

% Print only to log
\message{Internal state: ...}

추적(Tracing)¶

\tracingmacros=1  % Show macro expansions in log
\tracingmacros=0  % Turn off

개인 `.sty` 패키지 생성¶

패키지를 만드는 이유는?¶

재사용성: 여러 문서에서 동일한 명령 사용
조직화: 프리앰블을 깔끔하게 유지
공유: 동료들에게 표기법 규칙 제공
유지보수: 한 곳에서 명령 업데이트

단계¶

파일 생성: mystyle.sty
패키지 헤더 추가:

\NeedsTeXFormat{LaTeX2e}
\ProvidesPackage{mystyle}[2026/02/15 My Custom Commands]

% Load required packages
\RequirePackage{amsmath}
\RequirePackage{amssymb}
\RequirePackage{xparse}

% Define commands
\newcommand{\R}{\mathbb{R}}
\newcommand{\C}{\mathbb{C}}
\newcommand{\norm}[1]{\left\| #1 \right\|}
\NewDocumentCommand{\ip}{m m}{\left\langle #1, #2 \right\rangle}

% Define environments
\newenvironment{theorem}[1][]
  {\par\medskip\noindent\textbf{Theorem\ifx\\#1\\\else\ (#1)\fi.}\itshape}
  {\par\medskip}

\endinput

패키지 사용: mystyle.sty를 .tex 파일과 같은 디렉터리에 배치 (또는 로컬 texmf 트리에)

\documentclass{article}
\usepackage{mystyle}

\begin{document}
  $\norm{x} < 1$ for all $x \in \R$.
\end{document}

로컬 `texmf` 트리¶

패키지를 전역적으로 사용 가능하게 하려면:

# Find your home texmf directory
kpsewhich -var-value TEXMFHOME

# Example: ~/texmf
# Place mystyle.sty in:
~/texmf/tex/latex/mystyle/mystyle.sty

# Update filename database
texhash ~/texmf

이제 \usepackage{mystyle}가 모든 문서에서 작동합니다.

완전한 예제: 수학 논문 패키지¶

파일: mathpaper.sty

\NeedsTeXFormat{LaTeX2e}
\ProvidesPackage{mathpaper}[2026/02/15 Math Paper Macros]

% Required packages
\RequirePackage{amsmath,amssymb,amsthm}
\RequirePackage{xparse}

% Number sets
\newcommand{\N}{\mathbb{N}}
\newcommand{\Z}{\mathbb{Z}}
\newcommand{\Q}{\mathbb{Q}}
\newcommand{\R}{\mathbb{R}}
\newcommand{\C}{\mathbb{C}}

% Operators
\DeclareMathOperator{\Tr}{Tr}
\DeclareMathOperator{\rank}{rank}
\DeclareMathOperator{\diag}{diag}
\DeclareMathOperator{\span}{span}

% Delimiters with optional size
\NewDocumentCommand{\abs}{s m}{%
  \IfBooleanTF{#1}{\left| #2 \right|}{\lvert #2 \rvert}%
}
\NewDocumentCommand{\norm}{s m}{%
  \IfBooleanTF{#1}{\left\| #2 \right\|}{\lVert #2 \rVert}%
}
\NewDocumentCommand{\ip}{s m m}{%
  \IfBooleanTF{#1}{\left\langle #2, #3 \right\rangle}{\langle #2, #3 \rangle}%
}

% Calculus
\newcommand{\dd}{\mathrm{d}}
\NewDocumentCommand{\dv}{m m}{\frac{\dd #1}{\dd #2}}
\NewDocumentCommand{\pdv}{m m}{\frac{\partial #1}{\partial #2}}

% Theorem environments
\theoremstyle{plain}
\newtheorem{theorem}{Theorem}[section]
\newtheorem{lemma}[theorem]{Lemma}
\newtheorem{proposition}[theorem]{Proposition}
\newtheorem{corollary}[theorem]{Corollary}

\theoremstyle{definition}
\newtheorem{definition}[theorem]{Definition}
\newtheorem{example}[theorem]{Example}

\theoremstyle{remark}
\newtheorem{remark}[theorem]{Remark}

\endinput

사용법:

\documentclass{article}
\usepackage{mathpaper}

\begin{document}

\section{Vector Spaces}

\begin{definition}
  A \emph{normed vector space} is a pair $(V, \norm{\cdot})$ where $V$ is a vector space over $\R$ and $\norm{\cdot} : V \to [0,\infty)$ satisfies...
\end{definition}

\begin{theorem}[Cauchy-Schwarz]
  For all $x, y \in V$, we have $\abs*{\ip{x}{y}} \leq \norm{x} \norm{y}$.
\end{theorem}

\end{document}

모범 사례¶

권장사항¶

설명적인 이름 사용: \norm{x}가 \n{x}보다 좋음
일관된 규칙: 하나의 표기법 스타일 고수
정의에 주석 추가: 특히 .sty 파일에서
관련 명령 그룹화: 수 집합은 함께, 연산자는 함께
\ensuremath 사용: 텍스트와 수식 모두에서 작동하는 명령용

\newcommand{\R}{\ensuremath{\mathbb{R}}}
Now \R works in text and $\R$ in math.

피해야 할 사항¶

핵심 명령 재정의 금지: 무엇을 하는지 모르는 경우
너무 많은 인수 사용 금지: 3-4개 이상은 읽기 어려움
명령을 너무 복잡하게 만들지 않기: 정의가 5줄 이상이면 재고
비수학 명령에 단일 문자 이름 사용 금지
서식을 하드코딩하지 않기: 의미론적 명령 사용

% Bad: hardcoded color
\newcommand{\important}[1]{\textcolor{red}{#1}}

% Good: semantic command
\newcommand{\important}[1]{\emph{#1}}  % Can change later

연습문제¶

연습문제 1: 기본 수학 바로가기¶

다음을 위한 사용자 정의 명령 생성: - 집합 생성 표기법: \setbuilder{x \in \R}{x > 0} - 확률: \Prob{X = 1}, \Expect{X}, \Var{X} - Big-O 표기법: \bigO{n^2}, \bigOmega{n}, \bigTheta{n \log n}

집합 생성 표기법의 예상 출력 형식: { x ∈ ℝ : x > 0 }

연습문제 2: 사용자 정의 환경¶

다음을 수행하는 warning 환경 생성: - 선택적 제목 인수 포함 - 경고 기호 표시 (\textbf{⚠} 또는 \textbullet 사용) - 색상 배경 사용 (xcolor 로드, \colorbox 사용) - 약간 작은 텍스트 사용

연습문제 3: 조건부 컴파일¶

다음을 수행하는 \version{student}{instructor} 명령 생성: - studentversion 부울 토글 사용 - 토글이 true이면 첫 번째 인수 표시 - 토글이 false이면 두 번째 인수 표시 - 문제 세트에서 풀이를 표시/숨기는 데 사용

연습문제 4: 미분 명령¶

xparse를 사용하여 다음을 수행하는 정교한 \deriv 명령 생성: - \deriv{f}{x} → df/dx - \deriv[2]{f}{x} → d²f/dx² - \deriv*{f}{x} → 일반 분수 대신 \left\lfloor 사용 - 디스플레이 스타일을 위한 별표 변형 포함

연습문제 5: 개인 패키지¶

다음을 포함하는 mymath.sty 생성: - 좋아하는 수 집합 명령 - 최소 5개의 수학 연산자 - 최소 3개의 구분 기호 명령 (abs, norm 등) - 사용자 정의 정리 환경 - 적절한 패키지 문서 주석

샘플 문서에서 정리와 증명과 함께 사용하세요.

연습문제 6: 카운터 기반 번호 매기기¶

다음을 수행하는 exercise 환경 생성: - 연습문제 자동 번호 매기기 - 선택적 난이도 매개변수: [easy], [medium], [hard] - 번호 뒤 괄호 안에 난이도 표시 - 각 섹션마다 카운터 재설정

연습문제 7: 동적 콘텐츠¶

다음을 수행하는 \matlab 명령 생성: - matlab이 토글로 정의되어 있는지 확인 - true인 경우: MATLAB 스타일로 코드 조판 - false인 경우: 일반 스타일로 코드 조판 - 학회 제출(색상 없음)과 최종 버전(다채로운) 간 쉬운 전환 허용

요약¶

사용자 정의 명령과 환경은 다음에 필수적입니다:

효율성: 덜 입력하고 더 많이 달성
일관성: 문서 전체에 일관된 표기법
유지보수성: 한 곳에서 정의 변경
재사용성: 여러 프로젝트를 위한 개인 패키지 생성
가독성: 의미론적 명령으로 LaTeX 소스 더 명확하게

핵심 요점: - \newcommand{\name}[args]{def}로 간단한 명령 - \newenvironment{name}{begin}{end}로 사용자 정의 환경 - \newcounter, \stepcounter, \refstepcounter로 번호 매기기 - xparse로 고급 인수 파싱 - 재사용 가능한 명령 모음을 위한 .sty 파일 생성

사용자 정의 명령을 마스터하면 LaTeX를 조판 시스템에서 필요에 맞춘 개인화된 저작 환경으로 변환할 수 있습니다.

탐색

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