pgffor のまとめ - sankantsuのブログ

概要

pgfforパッケージは，多くのプログラミング言語で用いられるfor文と似た構文として\foreachコマンドを提供する． pgfforパッケージはtikzパッケージを読み込むと自動的に読み込まれるようになっており，tikzによる描画で繰り返しを行うときに用いることが多いが，pgffor自体で単体でも使える独立したパッケージになっている．

この記事ではpgfforの基本的な使い方をまとめる．

公式のマニュアルはtexdoc tikzの89章にまとまっている．記事内で触れていない機能も一部あるので，詳しく知りたい場合はマニュアルを参照してほしい．

構文

\foreachコマンドの構文を簡単にまとめる．

\foreach <variables> in <list> <commands>

<variables>で宣言された変数に<list>に含まれる値を順に代入し，それぞれの値を使って<commands>を実行する．

<variables>で変数(制御綴)を宣言する．
- /で区切ることで複数の変数を宣言することもできる．
<list>は{0,1,2,3}のような，{...}で囲まれたカンマ区切りの値のリストである．
- 変数が複数ある場合は/で区切ってそれぞれの変数に対応する値を書ける．すべての値を明示的に書かない場合は，最後に書いた値が以降の変数について繰り返される．
- {0,1,...,10}のような省略構文を使うこともできる．
<commands>は以下のいずれかである．
- tikzの1つの描画コマンド (次の;まで)
- 1つの\foreach文 (多重ループ)
- {...}で囲まれたグループ

リストの省略記法

連続した数字,英字の列挙について...を使った省略記法を用いることができる．

使用法は比較的直観的に使えるものになっていて，例えば，

{0,...,5} → {0,1,2,3,4,5}
{a,...,f} → {a,b,c,d,e,f}

のように扱われる．

...の前に2つの値を指定すると，その差分を使って補完する値が計算される．例えば，

{2,4,...,10} → {2,4,6,8,10}
{0,0.1,...,0.5001} → {0,0.1,0.20001,0.30002,0.40002,0.50003}

のように使うことができる． 2つ目の例でわかるように，浮動小数点演算の誤差には注意する必要がある．

例

公式のマニュアルにあるサンプルをメインにいくつか例を見る．

基本的な繰り返し

\xに1,2,3,0を順番に代入し，[\x]を出力する．

\foreach \x in {1,2,3,0} {[\x]}
% -> [1][2][3][0]

tikz のコマンドを繰り返す

x座標を変えながらいくつかの円を描く．

\tikz
    \foreach \x in {0,1,2,3}
        \draw (\x,0) circle[radius=0.2cm];

二重ループ

2重ループを使って x,y の両方の座標についてループさせる．

\begin{tikzpicture}
    \foreach \x in {0,1,2,3}
        \foreach \y in {0,1,2,3}
        {
            \draw (\x,\y) circle[radius=0.2cm];
            \fill (\x,\y) circle[radius=0.1cm];
        }
\end{tikzpicture}

2つの変数を宣言する

/で区切って\x, \xtext の2つの変数を宣言する． \xtextを明示的に指定していない場合は，\xと同じ値が使われている．

\begin{tikzpicture}
    \foreach \x/\xtext in {0,...,3,2.72/e}
        \draw (\x,0) node {$\xtext$};
\end{tikzpicture}