BibTeX

BibTeX 的版本号至今仍是 0.99d。TeX Live 2024 附带的就是这个号码，而官方文档 btxdoc.tex 依旧署着 1988 年 2 月 8 日的日期，依旧写着「等 BibTeX 1.00 发布后再扩充本文」。1.00 至今未曾发布。即便如此，BibTeX 仍是在 LaTeX 中处理参考文献的基准。原因很简单：它从一开始就把文献是什么（.bib 数据库）与文献如何印出来（.bst 样式）分开了。本页依次讲解 .bib 的写法，\cite、\bibliographystyle、\bibliography 各自的职责，latex → bibtex → latex → latex 这四次构建，以及 LaTeX Warning: Citation ... undefined 迟迟不消失时的原因。

BibTeX 为什么是独立于 LaTeX 的程序

BibTeX 不是 LaTeX 的一部分，而是一个独立的可执行程序。更关键的是，它从不读取你的 .tex 文件。它只读 LaTeX 生成的 .aux，从中取出三样东西——引用了哪些键、指定了哪种样式、要打开哪个 .bib——然后把结果写回 .bbl。这种彻底的分工，正是后面那四次构建的根源。标准样式文件开头至今保留着版权行「Copyright (C) 1984, 1985, 1988 Howard Trickey and Oren Patashnik」——那正是 LaTeX 自身尚在成形的年代。BibTeX 不是事后加挂的扩展，而是被设计成几乎同龄的搭档。

这个机制分为三个部件：保存原始文献数据的 .bib 文件；正文中的 \cite 调用与两个命令（\bibliographystyle 和 \bibliography）；以及决定外观的 .bst 文件。用 thebibliography 环境在文末手工排列文献，对小文档仍然够用；但一旦同一批文献要在多篇论文之间反复使用，你很快就分不清哪一版才是对的。BibTeX 解决的正是这个问题：数据集中放一处，换投稿目标时只需替换一个样式名，而不是耗掉一个下午。贯穿整个 LaTeX 的「结构与外观分离」思想，在参考文献上被原样套用了一遍。

.bib 条目怎么写：条目类型、引用键、字段

.bib 文件就是列出若干条目的纯文本。每个条目先声明条目类型，例如 @article，然后在花括号里先写引用键，其后是字段，写作 fieldname = {value} 并以逗号分隔。引用键是必须与文档中 \cite{...} 逐字相同的标识符，命名由你决定。惯例是「作者姓＋年份」，如 knuth1984，既不易冲突，在合著论文里也好记。字段的顺序不影响结果——排序与成形是样式的职责，不是你的。

@string{bstj = "Bell System Technical Journal"}

@book{knuth1984,
  author    = {Donald E. Knuth},
  title     = {The {TeX}book},
  publisher = {Addison-Wesley},
  year      = {1984}
}

@article{shannon1948,
  author  = {Claude E. Shannon},
  title   = {A Mathematical Theory of Communication},
  journal = bstj,          % @string abbreviation, no braces
  volume  = {27},
  number  = {3},
  pages   = {379--423},
  year    = {1948}
}

@inproceedings{lamport1987,
  author    = {Leslie Lamport},
  title     = {Document Production: Visual or Logical?},
  booktitle = {Proceedings of TUG},
  year      = {1987},
  pages     = {19--24}
}

决定哪些字段是必需的，不是 BibTeX 本体，而是样式。用标准的 plain 时，缺失的字段会被逐一点名：Warning--empty journal in shannon1948。这些是警告而非错误，处理不会中断——只是那条信息悄悄从输出里消失，所以务必把警告读完。用 @string{bstj = "..."} 定义缩写后，就能以不带花括号的裸名引用该值。此外 crossref 字段可以让论文集中的某一篇继承父级 @proceedings 条目，会议名和出版社不必对每篇重复书写。

标题里的 TeX 为何变成 tex：用花括号保护大写

plain 与 abbrv 会把论文标题除首字母外全部改成小写。因此写成 title = {A Note on TeX and NASA Systems} 的 @article，输出会变成「A note on tex and nasa systems」。专有名词和缩略语一律被压平。防守办法只有一个：给要保留的部分再套一层花括号。写作 {TeX}、{NASA}，这些片段就不受转换影响。要注意的是，这种小写化只作用于论文标题（title），书籍标题和 booktitle 不受影响——所以在 @book 里写 {TeX} 虽无害，却也无用，记住这点能少走弯路。

% unprotected: plain.bst prints "A note on tex and nasa systems"
@article{bad,
  author  = {A. One},
  title   = {A Note on TeX and NASA Systems},
  journal = {J. Test},
  year    = {2000}
}

% protected: prints "A note on {TeX} and {NASA} systems"
@article{good,
  author  = {B. Two},
  title   = {A Note on {TeX} and {NASA} Systems},
  journal = {J. Test},
  year    = {2000}
}

% names: separate with "and"; brace a corporate author whole
@misc{org,
  author = {{World Health Organization}},
  title  = {Annual Report},
  year   = {2024}
}

作者名遵循同样的逻辑。多位作者用 and 分隔（author = {A. Smith and B. Jones}）；逗号被保留用于分开姓与名，因此 author = {Smith, Alice} 表示姓 Smith、名 Alice。列表末尾写 and others，样式会替换为「et al.」。麻烦的是团体作者：除非像 {World Health Organization} 那样把整个名称再包一层花括号，否则 BibTeX 会把它拆成姓和首字母。它把姓名当作语法来解析，所以想让某部分免于解析时，就用花括号让它闭嘴——工具依旧只有这一件。

\bibliographystyle 与 \bibliography 究竟做什么

这两个命令与其说是「打印」，不如说是在 .aux 里留言。\bibliographystyle{plain} 会在其中写入 \bibstyle{plain}，\bibliography{references} 写入 \bibdata{references}，BibTeX 读到后据此行事。\bibliography 还有第二项职责：在它所在的位置输出参考文献列表，因此通常放在正文末尾、\end{document} 之前。其参数不写扩展名——文件即使叫 references.bib，这里也写 references；要读多个数据库时用逗号分隔，如 \bibliography{books,papers}。

\documentclass{article}
\begin{document}

TeX was created by Knuth~\cite{knuth1984}, building on
Shannon's information theory~\cite{shannon1948,lamport1987}.

% \nocite{*}            % force every entry of the database into the list
\bibliographystyle{plain}
\bibliography{references}

\end{document}

正文中的 \cite{knuth1984} 直接指向 .bib 里的引用键。只有被引用的文献才会进入列表：躺在 .bib 里却从未被 \cite 的条目会被忽略。若要强制输出整个数据库，加上 \nocite{*}——\nocite 只把某文献登记为「已引用」，不在正文留下任何标记。多个键可以合并在一次调用中，如 \cite{shannon1948,lamport1987}。至于 \cite 本身的变体——用 \cite[p.~42]{knuth1984} 附加页码，或 natbib 的作者-年份形式 \citet 与 \citep——属于引用页面的内容。

latex → bibtex → latex → latex：为什么要跑四次

之所以要跑四次，是因为信息每次只朝一个方向流动。没有 .aux，BibTeX 无从得知你引用了什么；没有 .bbl，LaTeX 无从得知该印什么。而「[1]」「[2]」这些编号只有在参考文献列表真正排好之后才确定，要把这些编号回填到正文的 \cite 标记里，就还得再跑一圈。BibTeX 官方文档 btxdoc.tex 本身就写明了这套流程，还补了一句：在极罕见的情况下，可能需要额外再各跑一次 BibTeX 和 LaTeX。

• 第 1 次 latex — 处理正文，把被引用的键写成 \citation{...}，把样式与数据库写成 \bibstyle{...}、\bibdata{...}，一并存入 .aux。此时参考文献列表尚不存在。
• bibtex — 只读 .aux，得知涉及哪些键、哪种样式、哪个 .bib；从数据库取出相应条目，按 .bst 的规则成形，把整个 thebibliography 环境写成 .bbl 文件。
• 第 2 次 latex — 读入 .bbl 并排出参考文献列表。但正文里的 \cite 仍在读旧的 .aux，因此 Citation ... undefined 警告在这一遍并不会消失。
• 第 3 次 latex — 编号确定，正文引用与文献列表终于一致，警告到这一遍才停止。

$ pdflatex document.tex   # writes document.aux (\citation, \bibstyle, \bibdata)
$ bibtex   document       # note: job name, not document.tex -> writes .bbl and .blg
$ pdflatex document.tex   # pulls in .bbl; citations still undefined here
$ pdflatex document.tex   # numbers settle; warnings clear

命令拼写上唯一的陷阱是：传给 bibtex 的是作业名（不带扩展名），而不是 .tex。敲 bibtex document.tex 会让它去找 document.tex.aux，然后失败。除了结果之外，BibTeX 还会写一份名为 .blg 的日志；事后想重读警告全文时，就打开它。而实际工作中没人手敲这四条命令：latexmk 会查看 .aux，判断是否需要运行 BibTeX 以及需要几轮，一行 latexmk -pdf document.tex 就是全部。

Citation ... undefined 与参考文献一片空白时

你看到 LaTeX Warning: Citation ... undefined 和 LaTeX Warning: There were undefined references.，正文里的引用变成 [?]，参考文献连同标题一起不见了。十有八九，原因只是跑的遍数不够。还没有 .bbl 时，LaTeX 一行文献也不会印——连标题都没有，是因为 thebibliography 环境本身就写在 .bbl 里面。所以先沉住气，把 latex → bibtex → latex → latex 完整跑一遍。若警告仍在，那么 BibTeX 那边一定另有一条自己的消息。

若问题依旧，那就该怀疑过期的辅助文件了。改了键名、把 .bib 挪到别的目录、换掉样式——这些改动之后，.aux、.bbl、.blg 里可能还留着上一轮的信息。执行 latexmk -C 会把生成物一并清掉，然后从头重建是最快的路。另外要记得引用键区分大小写：在 BibTeX 眼里，Knuth1984 与 knuth1984 是两份不同的文献。

plain、unsrt、alpha、abbrv 的区别

四种标准样式只在三点上有别——排序顺序、标签形态，以及姓名和期刊名缩写到什么程度——收录的字段完全一致。这并非偶然：plain.bst、unsrt.bst、alpha.bst、abbrv.bst 全部出自同一个文件。一份名为 btxbst.doc 的模板被送进 C 预处理器，分别带上 -DPLAIN、-DUNSRT、-DALPHA、-DABBRV，文件开头就是这么写的。四者之所以看起来略有不同，不过是同一份正文条件编译的结果。

BibTeX 的发行包里还带着另外四种样式，其自身的 README 称之为「准标准」：acm（ACM Transactions 风格）、apalike（APA 式作者-年份，需与 apalike.sty 配合）、ieeetr（IEEE Transactions 风格，按引用顺序编号）、siam（SIAM 风格）。工程领域通常从 ieeetr 起步，计算机科学从 acm，心理学与社会科学若需要作者-年份则从 apalike。除此之外，学会与出版社会按投稿规定发布自己的 .bst，若投稿目标已定，先去找他们的那一份。无论换到哪种样式，.bib 与正文中的 \cite 都一行都不用改。

为什么没人手写 .bst：makebst 与 custom-bib

.bst 之所以令人却步，是因为它用后缀栈式语言写成。面向样式设计者的官方文档 btxhak.tex（Oren Patashnik，1988 年 2 月 8 日）开篇就直说：文献样式用后缀栈式语言书写，而样式文件是「一个用无名语言写成的程序」。这门语言连名字都没有。它只有十条命令，但所有值都要压栈、出栈，因此仅仅格式化一个 author 字段，就会拖出一长串逆波兰表达式。照着现成的 .bst 改写尚可，从零设计则很不划算。

$ latex makebst      # answer the questions; choose "merlin" as the master file
                     # -> writes a .dbj batch job
$ latex mystyle.dbj  # runs docstrip -> mystyle.bst

人们真正使用的是 custom-bib 宏包，其入口是 makebst。敲下 latex makebst，一套交互式问答便开始：姓是否放在前面、年份要不要加括号、标题是否用斜体——一路回答下来，另一端就产出一个 .bst。它的作者是 Patrick W. Daly，正是把作者-年份引用带到 LaTeX 一侧的 natbib 的作者；makebst 产出的样式本就设计为可与 natbib 配合使用。当期刊规定与现成样式差那么一点点时，这是最现实的出路。

处理日文文献：pbibtex 与 upbibtex

原始的 bibtex 以西文为前提，因此含有日文作者名或书名的 .bib 会在排序与字符串处理两方面同时出问题。TeX Live 为此提供了 pbibtex（用于 pLaTeX，按 EUC-JP 码位排序）与 upbibtex（用于 upLaTeX，按 Unicode 码位排序）。关键在于它们不只是换了编码：样式语言本身也被扩展了。新增内置函数 is.kanji.str$ 用于判断字符串是否含非 ASCII 字符；substring$ 经过修改，绝不会把多字节字符从中截断；add.period$ 也被教会了不在「。」「？」这类日文标点之后再补一个句点。其血统上溯至松井正一的 JBibTeX，发行包至今仍把那段历史随文档一并附上。

$ uplatex   document.tex   # 1st pass: writes .aux
$ upbibtex  document       # Japanese-aware: writes .bbl
$ uplatex   document.tex   # pulls in .bbl
$ uplatex   document.tex   # resolves references
$ dvipdfmx  document.dvi   # DVI -> PDF

样式也有日文对应版本：对应 plain 的 jplain、对应 unsrt 的 junsrt、对应 alpha 的 jalpha、对应 abbrv 的 jabbrv，以及把姓置于开头的 jname。面向学会的则有 jipsj（情报处理学会）、tipsj、tieice（电子情报通信学会）与 jorsj——而这些同样是用 C 预处理器从 jbtxbst.doc 这一份模板切出来的，与西文侧的做法一模一样。构建流程只是换了名字：latex 换成 platex 或 uplatex，bibtex 换成 pbibtex 或 upbibtex。由于要经过 DVI，最后用 dvipdfmx 转换。latexmk 可以在配置文件中指定调用它们，因此日文工作同样能自动化。

继续用 BibTeX，还是转向 biblatex／biber

判断的界线很清楚：投稿方指定了 .bst 就用 BibTeX；格式由自己掌握就用 biblatex／biber。BibTeX 的设计以 8 位编码为前提，因此多语种混排的作者名和重音字符都需要额外处理，排序规则也够不着。想在细节上改变体例，最终还是要动 .bst，也就是上一节那门无名的栈式语言。归根结底，BibTeX 的所有弱点都源于同一件事：一个在 1988 年被冻结的设计。

在那一侧等着的是 biblatex（LaTeX 宏包）与它默认的后端 biber。它们原样接收 Unicode，把排序与体例作为 LaTeX 侧的选项暴露出来，让你一行 .bst 都不必写。命令也随之变化——\cite 让位给 \autocite 与 \printbibliography——构建时调用 biber 而非 bibtex。但 .bib 文件本身在两者之间是通用的，因此迁移成本比想象中低。四十年前那个把「文献是什么」与「如何印出来」分开的决定，正是在这里回报最大。