单位 (siunitx)

要正确排版像 “9.81 m/s²” 这样的量，需要遵守一些细节约定：单位用 直立（roman）体，数值和单位之间放 细空格，复合单位的乘积和商也要保持一致的间距。手动维护这些规则既麻烦又容易漂移。siunitx 包是标准工具，可以用一套一致规则自动排版数值、单位和量。本页整理当前版本（v3）的三个核心命令 \num、\unit、\qty，以及表格中按小数点对齐数字的 S 列，并说明它们与旧文档中仍会遇到的 v2 名称 \SI、\si 有何不同。

为什么需要单位包

理工科记法遵循国际约定（ISO 80000-2 / JIS Z 8000-2，详见另页）。其中一个要点是 “单位符号用直立体排版”。m、kg、s 不是变量，因此不应使用变量书体，即斜体。但在 LaTeX 数学模式中，英文字母默认是斜体，所以直接写 $kg$ 会让单位看起来像斜体 k 和 g 的乘积。

第二个要点是 间距。数值和单位之间既不能紧贴，也不能空得太宽，而应放一个 细空格（相当于数学中的 \,）：不是 9.81m，也不是 9.81 m。对于 m/s 这样的复合单位，还希望整篇文档统一处理除法的显示方式（斜杠还是负幂 s⁻¹），以及 kg·m 这样的乘积是否带中点。若逐处手写 \mathrm{m} 等，间距、幂和乘积的处理很容易前后不一致。

siunitx 会一次性接管这些工作：把单位排成直立体，在数值前后插入正确空距，并用一致规则处理乘积、商和幂。而且只改一处设置，就能切换整篇文档的显示方式。在导言区载入 \usepackage{siunitx} 即可使用。

排版数值：\num

\num{…} 是只格式化 数值本身 的命令。把数传给它后，它会自动处理分组、指数和符号，并以直立体排版。特别方便的是指数解析：它把 e、E、d、D 识别为“×10 的幂”。因此 \num{1.234e5} 会排成 1.234 × 10⁵（不会原样输出 e5）。小数标记可接受 . 或 ,，必要时会在小数点前补 0。

\num{12345}      % → 12 345（桁区切りが入る / digit grouping）
\num{1.234e5}    % → 1.234 × 10^5
\num{0,1234}     % → 0.1234（カンマも小数点として解釈 / comma as decimal）
\num{.5}         % → 0.5（先頭に 0 を補う / leading zero added）
\num{3.45d-4}    % → 3.45 × 10^{-4}

在这些例子中，12345 会加入细分组空格成为 12 345，1.234e5 变成 1.234 × 10⁵，.5 变成 0.5。地区习惯（用逗号分组、用逗号作小数标记等）可用选项切换，但首先只需记住“数值不要裸写，而要交给 \num”。另外，要排版 数值的乘积，请使用专用的 \numproduct{1.2 x 3.4}（用 x 分隔各项）；v3 中 \num 本身不会生成乘积。

排版单位：\unit

\unit{…} 是只排版 单位本身 的命令。输入有两种风格。一种是 literal（直接书写） 风格，像 \unit{kg.m/s^2} 那样直接输入单位符号。这里句点 . 表示单位之间的 乘积，/ 表示 商，^ 和 _ 表示 上标和下标。siunitx 会把它排成直立体并加入正确间距：\unit{kg.m/s^2} 会输出为 kg m/s²（kg 和 m 之间有细空格，s 上有上标 2）。

另一种是 interpreted（宏） 风格，用命令分别组合单位、前缀和幂，写法很像把单位名称读出来。下表列出基本构件。

\unit{\kilo\gram\per\cubic\metre}   % → kg/m^3 （密度 / density）
\unit{\metre\per\second\squared}     % → m/s^2 （加速度 / acceleration）
\unit{\kilo\gram}                     % → kg
\unit{\kilogram}                      % → kg（定義済みの一語 / predefined）

对于带前缀的“kilogram”，无论把前缀和单位顺序写成 \kilo\gram，还是使用预定义单词 \kilogram，都会得到同样的 kg。\cubic\metre 是前置形式的“立方米 m³”，\metre\per\second\squared 则用后置的 \squared 表示“米每二次方秒 m/s²”。\per 的显示方式（负幂 s⁻¹ 还是斜杠 /s）由下文的 per-mode 选项切换。

literal 风格和 interpreted 风格可以得到同样结果，但 interpreted（宏）风格有优势：幂、前缀以及乘积/商的外观可通过选项整体控制，也可以定义自己的新单位宏。literal 风格则适合快速写下简单单位。无论哪种方式，单位都会是直立体，间距也会正确。

数值和单位一起：\qty

在实际文档中，数值和单位几乎总是一起出现。\qty{…}{…} 第一个参数取数值，第二个参数取单位，并把二者作为一个整体排版。它相当于 \num 与 \unit 的组合：数值部分完全按 \num 的写法，单位部分完全按 \unit 的写法。量值是“数值 × 单位”，两者之间的空格代表乘法；这个命令就是把这一思想具体化。

重力加速度は \qty{9.81}{\metre\per\second\squared} である。
The acceleration of gravity is \qty{9.81}{\metre\per\second\squared}.

\qty{1.234e5}{\kilo\gram\per\cubic\metre}  % → 1.234 × 10^5 kg/m^3
\qty{2.998e8}{m/s}                          % リテラル単位もそのまま使える

在这个例子中，9.81 后面放一个细空格，接着是直立的 m/s²，因此 “9.81 m/s²” 会作为一个完整的量排版。像 \qty{1.234e5}{…} 这样，带指数的数值也可以直接传入。单位部分既可以是宏（\metre\per\second\squared），也可以是 literal（m/s）。

\per 的显示方式由 per-mode 选项选择：默认是负幂（m s⁻¹），per-mode=symbol 给出斜杠（m/s），per-mode=fraction 则构造上下排列的分数（分子在上、分母在下）。选项可以在每个命令的方括号中单独给出，也可以在导言区用 \sisetup{…} 应用于整个文档。

\qty{1.99}{\per\kilogram}                 % 既定 → 1.99 kg^{-1}
\qty[per-mode = symbol]{1.99}{\per\kilogram}    % → 1.99 /kg
\qty[per-mode = fraction]{1.345}{\coulomb\per\mole}  % → 縦組みの分数 C/mol

% 文書全体に方針を適用 / set a policy document-wide
\sisetup{per-mode = symbol}

角度有专用的 \ang{…}。\ang{45} 输出 45°；也可以用分号分隔度、分、秒的“弧度格式”，\ang{45;30;15} 会排成 45°30′15″。弧度格式中的成分可留空：\ang{;;1} 只输出秒，\ang{+10;;} 只输出度（带显式符号）。角度不使用 SI 前缀，因此应使用这个专用命令，而不是 \qty。

v2 与 v3：\SI / \si 是旧名称

上面的 \num、\unit、\qty 是 siunitx 版本 3 的核心命令。在旧文档和网页回答中，你会看到 版本 2 的命令。对应关系如下。

官方手册说明，v3 将文档命令名称改得“更具描述性”，并指出 \SI、\si、\SIrange、\SIlist 仍可使用，但不推荐用于新文档（应改用 \qty… 系列）。\num 这个名称在 v2 和 v3 中没有变化。如果目标是编译旧文档，可以用 \usepackage{siunitx}[=v2] 调用旧版行为；但 新写文档应使用 v3 的 \qty、\unit、\num。

v3 还让输入稍微更严格。例如前缀不能单独使用（必须与单位一起），数值乘积要用专用命令 \numproduct，带单位量的乘积要用 \qtyproduct。很多情况下，旧选项名会在内部映射到新名称，并在日志中给出相应提示。

在表格中对齐数字：S 列

在数字表格中，如果各位没有对齐，阅读会很困难。siunitx 为 tabular 提供了 S 列类型：在列格式中用 S 代替 c、l 或 r，该列中的数字就会 按小数点对齐。单元格内容由与 \num 相同的解析器处理，因此带指数的值（1.2e3）也能正确处理。

\begin{tabular}{@{}S@{}}
  \toprule
  {Some Values} \\   % 見出しは波括弧で保護（数値と誤認させない）
  \midrule
      2.3456 \\
     34.2345 \\
     -6.7835 \\
   5642.5   \\
      1.2e3  \\
      e4     \\
  \bottomrule
\end{tabular}

在这个表中，各单元格的数值按小数点对齐，1.2e3 会排成 1.2 × 10³，e4 会排成 10⁴。有一个重要注意点：列标题等 文本必须用花括号 {…} 包住。若不用 {Some Values} 保护，siunitx 会尝试把它当作数值的一部分读取，导致对齐出错。

若要固定位数布局并按需要放置列，可用 table-format 选项告诉 siunitx “整数位数.小数位数”。S[table-format=2.4] 表示“2 位整数、4 位小数”，可稳定整列外观。若需要在 \multicolumn 或 \multirow 内对齐数字，还有可替代 S 列的宏版本 \tablenum[table-format=…]{…}。

\begin{tabular}{@{}S[table-format=4.1]@{}}
  \toprule
  {Mass / \unit{\gram}} \\
  \midrule
  1234.5 \\
    12.0 \\
     6.7 \\
  \bottomrule
\end{tabular}

在这个例子中，列标题用 \unit{\gram} 以直立单位显示 “Mass / g”，同时数字按 4 位整数和 1 位小数对齐。使用 S 列时，可以分工明确：正文中的量用 \qty，表格中的数字用 S 列，从而在整篇文档中保持一致的数值样式。