上一篇介绍的SingleStringMathTex主要用来显示只有一行的数学公式，

对于复杂的数学公式，可以使用MathTex类。

MathTex类继承自SingleStringMathTex，在其基础之上增加了更多的功能。

其实，MathTex是制作数学动画时常用的类，反而SingleStringMathTex用的不多。

MathTex在manim各个模块中的位置大致如上图中所示。

1. 主要参数

MathTex的主要参数有：

2. 主要方法

MathTex继承了SingleStringMathTex之后，扩展了不少新的方法，可以更好的控制和展示数学公式。

MathTex的大部分方法都要配合substrings_to_isolate参数来一起使用，

通过substrings_to_isolate将完整的数学公式划分成一个个小部分，然后设置不同的样式。

3. 使用示例

下面的使用示例，大部分是结合参数和方法一起使用的。

3.1. 公式之间的间隔

MathTex支持输入多个公式，多个公式之间默认是空格分隔，可以通过arg_separator参数设置不同的分隔。

tex = MathTex("z", "=",

"\sqrt{x^2+y^2}")

tex = MathTex("z", "=",

"\sqrt{x^2+y^2}",

arg_separator="\quad")

\quad表示设置4个空格。

3.2. 拆分公式

拆分公式非常有用，拆分之后，可以对公式的一部分进行操作.

比如设置颜色，透明度，甚至可以在公式的不同部分应用不同的动画，做出更酷炫的展现形式。

默认情况下，公式是一个整体，哪怕用公式中的一个字符去获取，也会得到整个公式。

tex = MathTex("z=\sqrt{x^2+y^2}")

print(f"{len(tex) =}")

## 输出结果：

# len(tex) =1

part = tex.get_part_by_tex("x")

print(f"{part = }")

## 输出结果：

# part = SingleStringMathTex('z=\\sqrt{x^2+y^2}')

所以，先使用substrings_to_isolate参数拆分公式，

然后就可以使用get_part_by_tex，get_parts_by_tex这些函数来获取公式的不同部分。

tex = MathTex("y=ax^2+bx+c",

substrings_to_isolate=["x", "y"])

print(f"{len(tex) =}")

## 输出结果：

# len(tex) =6

part = tex.get_part_by_tex("y")

print(f"{part = }")

## 输出结果：

# part = SingleStringMathTex('y')

parts = tex.get_parts_by_tex("x")

print(f"{parts = }")

## 输出结果：

# parts = VGroup(SingleStringMathTex('x'),

# SingleStringMathTex('x'))

从上面的示例中看出，对于公式 \(y=ax^2+bx+c\)，按\(x,y\)分割之后，

整个公式被分成了6份，所以len(tex)=6，分成了：

1. \(y\)
2. \(=a\)
3. \(x\)
4. \(^2+b\)
5. \(x\)
6. \(+c\)

也就是说，substrings_to_isolate中指定的\(x,y\)作为了整个公式的分割点。

tex.get_part_by_tex("y")得到的是包含\(y\)的那部分公式，因为\(y\)在substrings_to_isolate中，

所以上面示例中返回的是part = SingleStringMathTex('y')。

如果是tex.get_part_by_tex("a")的话，返回的将是part = SingleStringMathTex('=a')。

上面分成的6个部分中，有两个部分包含\(x\)，

所以parts = tex.get_parts_by_tex("x")返回的VGroup包含两个元素。

通过index_of_part，index_of_part_by_tex可以根据索引来获取公式被分割的各个部分。

tex = MathTex("y=ax^2+bx+c",

substrings_to_isolate=["x", "y"])

part = tex.get_part_by_tex("b")

print(tex.index_of_part(part))

## 输出结果

# 3

print(tex.index_of_part_by_tex("b"))

## 输出结果

# 3

在分成的6个部分中，\(b\)所在的部分是第4个，index是从0开始的，所以示例中输出结果为3。

之所以要拆分公式，就是为了对不同的部分进行不同的操作，下面的示例样式拆分之后带来的应用。

3.3. 公式着色

使用拆分前，虽然也可以通过color属性给公式着色，但是只能给整个公式设置一个颜色：

tex = MathTex(

"z=\sqrt{x^2+y^2}",

color=RED,

)

拆分之后，可以通过set_color_by_tex给不同的部分设置不同的颜色：

tex = MathTex("z", "=", "\sqrt{x^2+y^2}",

substrings_to_isolate=["x", "y", "z"])

tex.set_color_by_tex("x", RED)

tex.set_color_by_tex("y", GREEN)

tex.set_color_by_tex("z", BLUE)

同时设置多个颜色，也可以用set_color_by_tex_to_color_map方法：

tex.set_color_by_tex_to_color_map({

"x": BLUE, "y": RED, "z": GREEN

})

上面三种方式着色后的效果如下：

3.4. 透明度设置

除了颜色，拆分之后，也可以给不同的部分设置透明度。

tex = MathTex(

"z",

"=",

"\sqrt{x^2+y^2}",

substrings_to_isolate=["x", "y", "z"],

)

tex.set_opacity_by_tex("x", 0.4)

tex.set_opacity_by_tex("y", 0.4)

tex.set_opacity_by_tex("z", 0.6)

tex.set_color_by_tex_to_color_map({

"x": BLUE, "y": RED, "z": GREEN

})

给\(x,y,z\)方别设置的不同的透明度和颜色，和未设置透明度时的对比如下：

3.5. 排序

最后这个是排序功能，是将数学公式的各个部分按照ASCII码的顺序排序。

比如，排序前（正常的公式从左到右的顺序排列各个部分）：

tex = MathTex("c>a>b",

substrings_to_isolate=["a", "b", "c"])

for i in range(len(tex)):

print(tex[i])

## 输出结果：

# SingleStringMathTex('c')

# SingleStringMathTex('>')

# SingleStringMathTex('a')

# SingleStringMathTex('>')

# SingleStringMathTex('b')

排序后：

tex.sort_alphabetically()

for i in range(len(tex)):

print(tex[i])

## 输出结果：

# SingleStringMathTex('>')

# SingleStringMathTex('>')

# SingleStringMathTex('a')

# SingleStringMathTex('b')

# SingleStringMathTex('c')

按照ASCII码的顺序重新排列了各个部分。

这样排列有什么用呢？通过动画来显示公式时，渲染的顺序不一样。

排序前，从左到右一次显示c, >, a, >, b；

排序后，显示顺序为变为>, >, a, b, c。

4. 附件

文中完整的代码放在网盘中了（math_tex.py），

下载地址: 完整代码 (访问密码: 6872)