LaTex 中圆圈序号及一些特殊字符的输入

众所周知，LATEX 提供了 \textcircled 命令用以给字符加圈，但效果却不怎么好：

实际上，加圈并不是一个平凡的变换，它会涉及到圈内字符形状的微调，而这是几乎无法在 TEX 宏层面解决的。因此，要得到比较好的效果，最好能使用预先设计的字符形（glyph）。

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传统方案

pifont 宏包提供了一系列杂锦符号（dingbats），其中就有带圈数字。pifont 属于 psnfss 宏集，它封装了一系列 PostScript 字体，包含著名的 Helvetica、Times、Courier 等。pifont 使用的是 Zapf Dingbats 字体。

使用 \ding{<number>} 可以很方便地使用带圈数字（共有四种），当然也有其他符号。具体数字可参见下图：

在主流的 TEX 引擎下，pifont 宏包都可以使用。

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Unicode

数字 0–50 的带圈版本都分配了对应的 Unicode 码位，因而在现代 TEX 引擎（X⁠E⁠TEX 和 Lua­TEX，若无特殊说明以下仅讨论这两者）中，配合合适的字体，理论上可以直接输入这些符号。具体见下表：[1]

⓪	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧	⑨	⑩
24EA	2460	2461	2462	2463	2464	2465	2466	2467	2468	2469
	⑪	⑫	⑬	⑭	⑮	⑯	⑰	⑱	⑲	⑳
	246A	246B	246C	246D	246E	246F	2470	2471	2472	2473
	㉑	㉒	㉓	㉔	㉕	㉖	㉗	㉘	㉙	㉚
	3251	3252	3253	3254	3255	3256	3257	3258	3259	325A
	㉛	㉜	㉝	㉞	㉟	㊱	㊲	㊳	㊴	㊵
	325B	325C	325D	325E	325F	32B1	32B2	32B3	32B4	32B5
	㊶	㊷	㊸	㊹	㊺	㊻	㊼	㊽	㊾	㊿
	32B6	32B7	32B8	32B9	32BA	32BB	32BC	32BD	32BE	32BF

Zapf Dingbats 中的其他几种样式也分配有码位：

• 反白（negative circled digits）

  ⓿	❶	❷	❸	❹	❺	❻	❼	❽	❾	❿
  24FF	2776	2777	2778	2779	277A	277B	277C	277D	277E	277F
  	⓫	⓬	⓭	⓮	⓯	⓰	⓱	⓲	⓳	⓴
  	24EB	24EC	24ED	24EE	24EF	24F0	24F1	24F2	24F3	24F4

• 无衬线（circled sans-serif digits）

  	➀	➁	➂	➃	➄	➅	➆	➇	➈	➉
  1F10B	2780	2781	2782	2783	2784	2785	2786	2787	2788	2789

• 无衬线反白（negative circled sans-serif digits）

  	➊	➋	➌	➍	➎	➏	➐	➑	➒	➓
  1F10C	278A	278B	278C	278D	278E	278F	2790	2791	2792	2793

此外，还额外增加了一些样式：

• 双线（double circled digits）

  ⓵	⓶	⓷	⓸	⓹	⓺	⓻	⓼	⓽	⓾
  24F5	24F6	24F7	24F8	24F9	24FA	24FB	24FC	24FD	24FE

• 加框（circled numbers on black square）

  ㉈	㉉	㉊	㉋	㉌	㉍	㉎	㉏
  3248	3249	324A	324B	324C	324D	324E	324F

• 带圆括号（parenthesized digits）

  ⑴	⑵	⑶	⑷	⑸	⑹	⑺	⑻	⑼	⑽
  2474	2475	2476	2477	2478	2479	247A	247B	247C	247D
  ⑾	⑿	⒀	⒁	⒂	⒃	⒄	⒅	⒆	⒇
  247E	247F	2480	2481	2482	2483	2484	2485	2486	2487

• 带点（digits with full stop）

  	⒈	⒉	⒊	⒋	⒌	⒍	⒎	⒏	⒐	⒑
  1F100	2488	2489	248A	248B	248C	248D	248E	248F	2490	2491
  	⒒	⒓	⒔	⒕	⒖	⒗	⒘	⒙	⒚	⒛
  	2492	2493	2494	2495	2496	2497	2498	2499	249A	249B

• 带逗号（digits with comma）

  1F101	1F102	1F103	1F104	1F105	1F106	1F107	1F108	1F109	1F10A

• 这些姑且也算上吧：

  ㈠	㈡	㈢	㈣	㈤	㈥	㈦	㈧	㈨	㈩
  3220	3221	3222	3223	3224	3225	3226	3227	3228	3229
  ㊀	㊁	㊂	㊃	㊄	㊅	㊆	㊇	㊈	㊉
  3280	3281	3282	3283	3284	3285	3286	3287	3288	3289
  1F229	1F214	1F22A
  	1F242	1F241

这些符号分散在以下几个 Unicode 区块（block）中：

• Enclosed Alphanumerics (U+2460–U+24FF)
  • 带圈 0–20（以及 a–z、A–Z）
  • 反白 0、11–20
  • 双线 1–10
  • 带圆括号 1–20
  • 带点 1–20
• Dingbats (U+2700–U+27BF)
  • 反白 1–10
  • 无衬线 1–10
  • 无衬线反白 1–10
• Enclosed CJK Letters and Months (U+3200–U+32FF)
  • 带圈 21–50
  • 加框 10–80（仅限整十）
  • 带圈 一～十
  • 带圆括号 一～十
• Enclosed Alphanumeric Supplement (U+1F100–U+1F1FF)
  • 带逗号 0–9
  • 无衬线、无衬线反白以及带点的 0
• Enclosed Ideographic Supplement (U+1F200–U+1F2FF)
  • 带方框 一、二、三
  • 带六角括号 二、三

直接输入，或者利用码位，都能在 LATEX 中使用以上这些带圈数字（注意不同方法对大小写的要求有差异）：

\documentclass{article}
\usepackage{fontspec}
\setmainfont{Source Han Serif SC}

\begin{document}
① ② ③ ④ ⑤
\symbol{"2776} \symbol{"2777} \symbol{"2778} \symbol{"2779} \symbol{"277A}
\char"3248\    \char"3249\    \char"324A\    \char"324B\    \char"324C\
^^^^3280       ^^^^3281       ^^^^3282       ^^^^3283       ^^^^3284
^^^^^1f229     ^^^^^1f214     ^^^^^1f22a
\end{document}

使用 X⁠ELATEX 或 Lua­LATEX 编译，效果如下：

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xunicode-addon 宏包

在实际使用中，无论是依靠码位，还是借由输入法直接录入这些特殊字符，都不是很方便。在 xunicode-addon 宏包（从属于 xeCJK）中，\textcircled 等一系列命令被重新定义，从而能够显示 Unicode 所分配的带圈数字（和字母等）。举例如下：

\documentclass{article}
\usepackage{fontspec,xunicode-addon}
\setmainfont{Source Han Serif SC}

\begin{document}
\textcircled{1}
\textcircled{25}
\textcircled{a}
\textcircled{Z}
\end{document}

利用 LATEX3 语法也可以迅速写出如下循环而不伤身体：

\ExplSyntaxOn
\cs_set:Npn \TESTi
  {
    \int_step_inline:nnn {  0 } { 25 } { \textcircled{##1} ~ } \par
    \int_step_inline:nnn { 26 } { 50 } { \textcircled{##1} ~ } \par
  }
\cs_set:Npn \TESTii
  { \tl_map_inline:nn { abcdefghijklmnopqrstuvwxyz } { \textcircled{##1} ~ } \par }
\cs_set:Npn \TESTiii
  { \tl_map_inline:nn { ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ } { \textcircled{##1} ~ } \par }
\ExplSyntaxOff

\TESTi
\TESTii
\TESTiii

当然，其他样式的带圈数字并没有提供快捷的输入方式。

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在 ctex 宏集中使用

以上的案例都是在标准文档类 article 中搭配 fontspec 宏包完成的。如果切换成 ctex 宏集，则需要额外做一些调整。

对于中文文档，我们通常需要为中西文（「西文」主要指 Latin script）分别设置字体。上面已经提到过，带圈数字分散在了几个 Unicode 区块中。xeCJK 将其中的 Enclosed CJK Letters and Months 和 Enclosed Ideographic Supplement 设置为了 CJK 字符类，使用中文字体；其余则为 Default 字符类，使用西文字体。

Lua­TEX 下的情况类似，但稍显复杂。首先是 luatexja 作出了 ALchar 和 JAchar 的划分，大致相当于西文和日文（AL=ALphabetic，JA=JApanese）；同时又预定义了一些字符范围。默认设置中，上文所列的所有带圈数字均会使用日文字体。其后，ctex 宏集为了适应中文排版的需求又做了一些修改。结果是，Enclosed Alphanumerics 被设置为了 ALchar，即使用西文字体。

总而言之，在 ctex 宏集的默认配置下：

Unicode 区块	X⁠ELATEX	Lua­LATEX
Enclosed Alphanumerics	西文	西文
Dingbats	西文	西文
Enclosed CJK Letters and Months	中文	中文
Enclosed Alphanumeric Supplement	西文	西文
Enclosed Ideographic Supplement	中文	西文

在 X⁠ELATEX 下，可以做如下修改：

% 使用中文字体
\xeCJKDeclareCharClass{CJK}{%
  "24EA,        % ⓪
  "2460->"2473, % ①–⑳
  "3251->"32BF, % ㉑–㊿
  "24FF,        % ⓿
  "2776->"277F, % ❶–❿
  "24EB->"24F4  % ⓫–⓴
}
\setCJKmainfont{Source Han Serif SC}

% 或使用西文字体
% \xeCJKDeclareCharClass{Default}{%
%   "24EA, "2460->"2473, "3251->"32BF,
%   "24FF, "2776->"277F, "24EB->"24F4}
% \setmainfont{Garamond-Math.otf}

在 Lua­LATEX 下，也完全类似：

% 使用中文字体
\ltjdefcharrange{6}{%
  "24EA, "2460-"2473, "3251-"32BF,
  "24FF, "2776-"277F, "24EB-"24F4}
\setCJKmainfont{Source Han Serif SC}

% 或使用西文字体
% \ltjdefcharrange{3}{%
%   "24EA, "2460-"2473, "3251-"32BF,
%   "24FF, "2776-"277F, "24EB-"24F4}
% \setmainfont{Garamond-Math.otf}

这里的 6 和 3 原先分别对应日文字符和西文标点、符号。还需注意范围的写法与 xeCJK 中不同。

配合 xunicode-addon 宏包，在 ctex 宏集中也同样可以使用 \textcircled 命令输入预定义的带圈数字。但需注意，\textcircled 会预先检查字符是否存在，且仅在西文字体中进行。所以如需使用中文字体进行显示，就要「指鹿为马」：[2]

% XeLaTeX 下需要把全体带圈数字都设置成 Default 类
% LuaLaTeX 下无须额外设置
\xeCJKDeclareCharClass{Default}{"24EA, "2460->"2473, "3251->"32BF}

% 将中文字体声明为（西文）字体族
\newfontfamily\EnclosedNumbers{Source Han Serif SC}

% 放置钩子，只让带圈字符才需更换字体
\AtBeginUTFCommand[\textcircled]{\begingroup\EnclosedNumbers}
\AtEndUTFCommand[\textcircled]{\endgroup}

对于字体中没有的带圈数字，\textcircled 也能够自动生成（由圆圈和相应的数字拼合）。选择合适的字体之后，便可做一些比较暴力的尝试：

即使是三位数，效果也尚能接受。

OpenType 的 nalt 特性

在 OpenType 中，有一项名为 nalt（Alternate Annotation Forms）的 GSUB 特性，它的作用是把特定的字符形替换成符号标注形式（notational forms）。不少日文字体都包含这一特性，我们可以利用 fontspec 宏包提供的相关选项调用。举例如下：

\documentclass{article}
\usepackage{fontspec}
\setmainfont{ipaexm.ttf}  % IPAex 明朝，TeX Live 自带

\begin{document}
{\addfontfeature{Annotation=0}123456789}
{\addfontfeature{Annotation=1}123456789}
{\addfontfeature{Annotation=2}123456789}
\end{document}

需要注意的是，Annotation=X 中的某个 X 具体对应何种样式，这是由字体设计者决定的。此外，在一些字体中，部分假名、汉字也有类似的标注形式，可以用相同方法使用：

\documentclass{ctexart}
\setCJKmainfont{Hiragino Mincho Pro W3}

\begin{document}
{\addCJKfontfeature{Annotation=0}あア}
{\addCJKfontfeature{Annotation=1}かカ}
{\addCJKfontfeature{Annotation=2}さサ}
{\addCJKfontfeature{Annotation=3}たタ}
{\addCJKfontfeature{Annotation=4}なナ}
{\addCJKfontfeature{Annotation=5}はハ}
{\addCJKfontfeature{Annotation=6}まマ}
\end{document}

这里我们用 \addCJKfontfeature 代替了 \addfontfeature。此处作为演示的字体是 macOS 自带的ヒラギノ明朝，在 Windows/Linux 上可换用其他字体。

Adobe-Japan1-7

Adobe-Japan1-7 字符集定义了更多的带圈数字，很多样式都支持 0–100 的数字范围。但由于 Unicode 没有为它们分配码位，我们必须用 CID（Character IDentifier）来指定。[3]

由于 CID 到具体字符的映照比较复杂，因而这里我们提供了一个宏包 textcircle-cid，用来通过 CID 调用带圈数字。textcircle-cid 宏包提供了下面一组命令：

• \CIDtextcircled
• \CIDtextblackcircled
• \CIDtextboxed
• \CIDtextblackboxed
• \CIDtextrboxed
• \CIDtextblackrboxed

支持的数字范围是 0–100 和 00–09。X⁠E⁠TEX、Lua­TEX 和 up­TEX 这三种 Unicode 引擎均可使用，但需要配合其他宏包及命令以实现正确的字体调用：

• X⁠ELATEX 下需要通过 \setmainfont 等命令设置字体

• Lua­LATEX 下需要通过 \setmainjfont 等命令设置（日文）字体

• up­LATEX 下需要调用 pxchfon 宏包，并且使用 \setminchofont 等命令设置字体，具体可以参考以下示例：

  % test-uptex.tex
  \documentclass{ujarticle}
  \usepackage{pxchfon,textcircle-cid}
  \setminchofont{KozMinPr6N-Regular.otf}
  \setgothicfont{KozGoPr6N-Regular.otf}
  
  \def\TEST{%
    \CIDtextcircled{0}
    \CIDtextblackcircled{1}
    \CIDtextboxed{00}
    \CIDtextblackboxed{10}
    \CIDtextrboxed{50}
    \CIDtextblackrboxed{100}}
  
  \begin{document}
  \textmc{\TEST} \par
  \textgt{\TEST}
  \end{document}
  

  注意 up­TEX 不直接生成 PDF，因此编译时可采取如下方式：

  uplatex test-uptex && dvipdfmx test-uptex
  

  在上面的示例中，我们使用的字体是 Adobe 的小塚明朝和小塚ゴシック。事实上，只有遵从 Adobe-Japan1 的字体，才能利用 CID 正确地调用相应的字符。

字体的选择

上文我们多次提及，带圈数字的具体使用与字体密切相关。下面我们整理了 TEX Live 自带的、可使用带圈数字的字体，以及对应的数字范围：

字体	带圈	反白	无衬线	无衬线反白
Baekmuk Batang/Dotum/Gulim/Headline	1–15
Carlito	0–20	0–20
DejaVuSans	1–10	1–10	1–10	1–10
FreeMono, FreeSans	1–10
FreeSerif	1–10	1–10	1–10	1–10
Garamond Math	0–50	0–20
IPAGothic, IPAMincho	1–50	1–20
Junicode	0–20	0–20
Lato	0–20	0–20
Libertinus Serif/Sans/Math, Linux Libertine, Linux Biolinum	0–20	0–20
Libertinus Keyboard, Linux Biolinum Keyboard		1–10
STIX, STIX Math	0–9		1–10	1–10
STIX Two Math	0–20	0–20	1–10	1–10
UnBatang, UnDinaru, UnDotum, UnGraphic, UnGungseo, UnJamoBatang, UnJamoDotum, UnJamoNovel, UnJamoSora, UnPen, UnPenheulim, UnPilgi, UnPilgia, UnShinmun, UnVada, UnYetgul	0–20
XITS, XITS Math	0–9		1–10	1–10
文鼎ＰＬ简报宋、文鼎ＰＬ简中楷	1–10

以下是其他一些常见中、日文字体，其中很多是操作系统自带的：

字体	带圈	反白	无衬线	无衬线反白
思源宋体、思源黑体	0–50	0–20	0–10	0–10
微软雅黑、微软正黑	1–10
苹方	0–50	0–20	0–10	1–10
方正书宋、方正黑体、方正楷体、方正仿宋、等线	1–10
宋体、黑体、楷体、仿宋（中易）	1–10
更纱黑体 (Sarasa Gothic)	0–50	0–20	0–10	0–10
小塚明朝 (Kozuka Mincho)、小塚ゴシック (Kozuka Gothic)	0–100	0–100
游明朝 (Yu Mincho)、游ゴシック (Yu Gothic)	0–100	0–100
メイリオ (Meiryo)	0–50	1–20	0–10	1–10

这里我们用了 Python 脚本 check-circled-number.py 来读取字体信息，它还依赖 FontForge。注意由于字体版本不同，不保证表中所列结果与实际情况完全一致。

注释

1. ^在本页面的 CSS 中，带圈数字将优先使用思源宋体（Source Han Serif）显示，但具体结果仍然取决于字体的安装情况以及浏览器的渲染方式。
2. ^感谢 @qinglee 的指导！见 CTeX-org/ctex-kit #399。
3. ^感谢 @clerkma 的指导！见 CTeX-org/forum #20。