standalone

standalone 是一个文档类，用来把单个构件（图、TikZ 图形、表格等）排成一个自成一体的文档。输出会紧贴内容裁切：得到的 PDF 只含图本身，没有外围页面、页码或页边距。配合同名包使用时，这个图文件可以不加修改地用 \input 拉入主文档。它是 Martin Scharrer 编写的常用包，让同一张图既能单独使用，也能作为大文档的一部分使用。

standalone 的用途

编写大型文档时，常会想把图和 TikZ 图形拆成单独文件，再拉入正文。但如果要单独编译这种图文件来检查，就得反复补上 \documentclass、\begin{document} 之类的外壳，而且输出只是图停在一张正文用大白页的角落里。standalone 类 同时解决这两个问题。只要在图文件开头写 \documentclass{standalone}，就能单独编译这一块，输出也会紧贴内容尺寸裁切成 PDF（或 DVI/PS），没有页码、页眉或页脚。

standalone 有两面。一个是在图文件中使用的类（\documentclass{standalone}），另一个是在主文档中加载的包（\usepackage{standalone}）。类负责“把一块单独排出来”，包负责“把那一块并入主文档”，二者是一组。先从类看起。

standalone 类和包都需要 xkeyval 包。包这一侧还需要 currfile（内部使用 filehook）来跟踪被包含文件的名称，并需要 gincltex 和 filemod 来实现构建为图像的功能。这些都随 TeX Live 和 MiKTeX 提供。

作为类使用

用法和普通 LaTeX 文档一样。用 \documentclass{standalone} 选择类，在导言区加载图所需的包（TikZ 就是 tikz 等），然后把内容直接写在 \begin{document} 和 \end{document} 之间。该类默认启用 crop 选项（见下文），把输出裁切到内容大小。

\documentclass{standalone}
\usepackage{tikz}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
  \draw (0,0) rectangle (2,1) node[midway] {Example};
\end{tikzpicture}
\end{document}

单独编译时，会得到一页只含这个矩形、紧贴外边界裁切的 PDF。写的时候有两点要注意：内容前后不要留空行，并且让 \begin{document} 和 \end{document} 各自单独成行。standalone 类会把全部内容当作一个块处理，所以末尾空行会被读成宽度为 \linewidth 的段落，可能在图右侧产生多余空白。

排 TikZ 图时，方便的做法是使用 tikz 选项，如 \documentclass[tikz]{standalone}。它会加载 tikz 包，并把 tikzpicture 环境配置为单独裁切成一页（内部设置 multi=tikzpicture 和 varwidth=false）。PSTricks 图也有对应的 pstricks 选项。

主要类选项

选项写在方括号中，用逗号分隔。standalone 的大多数选项是布尔值：省略值就得到 true；除非另有说明，初始值为 false。这些选项不会传给下层类（默认是 article），而是由 standalone 自己解释，以避免名称冲突。主要选项如下。

最常用的是 border。写成 \documentclass[border=5pt]{standalone} 时，裁切后的图四边都会有 5pt 边距。要传递多个用空格分隔的值时，把整个值放进花括号，例如 border={10pt 5pt}。由于 border 和 varwidth 不具有全局效果，可以稍后用 \standaloneconfig{...} 修改：在导言区，或在启用 multi 时甚至在文档中途。

有一点历史差异。v1.0 以前默认使用 preview 选项，默认边距也约为 0.5bp。自 v1.0 起默认变为 crop，边距也改为 0pt。若要恢复旧行为，可以在配置文件中写 \standaloneconfig{preview,border=0.50001bp}，或把这些显式写成选项。

作为包并入主文档

包是 standalone 的另一面。在主文档导言区尽量早加载 \usepackage{standalone} 后，该包会重新定义 \documentclass，使你用 \input 读入图文件时，从图文件的 \documentclass 到 \begin{document} 之间的内容都被跳过。图文件的 document 环境被当作普通 TeX 分组处理，而主文档真正的 document 环境不受影响（\end{document} 后面的内容也会被忽略）。结果就是，包含时图文件的导言区被剥离，单写 \input{figure} 就只把内容流入正文。

前提是，图文件需要的所有包也必须由主文档自己加载。因为图文件的导言区在包含时会被跳过，所以 tikz 等包必须由主文档加载。下面是官方示例：主文档加载 standalone 包，并在 figure 环境中用 \input 包含一张图。

\documentclass{article}
% load the standalone package early
\usepackage{standalone}
% load everything the sub-files need
\usepackage{tikz}

\begin{document}
% ...
\begin{figure}
  \input{figure}% the standalone file from above
  \caption{A sub-file}
\end{figure}
% ...
\end{document}

要点是，同一个 figure.tex 无论单独编译还是经由主文档使用，都能一字不改地工作。单独编译会得到裁切好的一页 PDF；从主文档 \input 时，则只把图放进正文。建议把浮动体交给主文档管理：figure 环境、标题和标签放在主文档中，standalone 文件里只写内容本身（在 standalone 类中，float 默认是 false，以便 crop/preview 工作）。

如果希望主文档自动收集图文件导言区，可写 \usepackage[subpreambles=true]{standalone}。这样每个图文件的导言区会汇总到辅助文件中，并在下一次处理时拉入主文档。再加上 sort 选项后，各图加载的包及其选项会去重汇总，并通过 \PassOptionsToPackage 加载，以避免选项冲突。若想手动复制到主导言区，print 选项会输出清单。

构建为图像，以及相近机制

standalone 还可以不包含源文件，而是把图烘成图像后再包含。在主文档中把 \input{figure} 改写为 \includestandalone{figure}，它会在需要时单独编译图文件生成图像（例如 PDF），再用 \includegraphics 读入。好处是复杂图不必每次都重新编译，主文档构建会更快。不过此功能会调用外部命令，因此编译时需要 -shell-escape 选项。

此外，convert、png、jpg、svg 等选项会启用转换功能，把 standalone 文件本身导出为图像（需要外部转换工具）。当你想把一张图单独作为 PNG 或 SVG 发布时很方便。

还有两个目标相近的机制：subfiles 和 TikZ 的 external 库。subfiles 的方向相反：子文件导入*主*文档的导言区，而 standalone 可以让子文件的导言区被导入*主*文档。因此，standalone 适合把一张图在多个文档中复用（论文、演示、学位论文等），subfiles 适合主文件与子文件一对一的关系。TikZ 的 external 则从主文件写出临时图像，方向也与 standalone 相反。

放入正文前的检查

standalone 文件的价值在于“单独就能通过”，所以在放入主文档前，先只构建图文件并用眼睛检查 PDF。毕业论文或论文中常常只替换图，因此按图的含义命名，例如 figures/experiment-flow.tex，而正文只写 \input{figures/experiment-flow}，会让替换、复用和审阅都更简单。

• 检查边距。 如果边缘被裁掉，加上 border=2pt 或 border=5pt；如果边距太宽，先怀疑末尾空行或多余的 \par。
• 保持导言区一致。 图中使用的包和设置，例如 tikz、颜色或字体，也必须由主文档加载。子文件导言区在包含时通常会被跳过。
• 浮动体放在主文件。 figure 环境、标题和标签放在主文档中，standalone 文件只留下图本身。
• 提交前重新构建。 如果使用 \includestandalone 或图像转换，提交前做一次干净构建，避免混入旧的缓存 PDF 或 PNG。

放进项目中的组织方式

在实际论文或技术文档中，把 standalone 文件当作图的源文件，并保持它能独立于正文检查，会很有力。例如主文件是 paper.tex，图放在 figures/ 下，正文只写 \input{figures/energy-flow}。这样修改图的人可以只编译 figures/energy-flow.tex 来确认，而主文档只管理标题、编号和引用。审阅时附上这个单独 PDF，安排一次“只看图”的检查，就能不等整篇稿件重建而提升图的质量。

paper.tex
figures/
  energy-flow.tex
  apparatus-layout.tex
  timing-diagram.tex

提交前的选择也要在这里说清楚。如果只是 \input 源文件，就不需要外部命令，普通 LaTeX 构建即可。如果使用 \includestandalone 单独构建图并作为图像包含，就把 -shell-escape 和生成文件的清理规则也写进构建设置。多人协作时，也应说明生成的 PDF 是否提交到仓库，以免旧图混进最终构建。