众所周知,$\LaTeX$ 提供了 \textcircled 命令用以给字符加圈,但效果却不怎么好:

\textcircled

实际上,加圈并不是一个平凡的变换,它会涉及到圈内字符形状的微调,而这是几乎无法在 $\TeX$ 宏层面解决的。因此,要得到比较好的效果,最好能使用预先设计的字符形(glyph)。

传统方案

pifont 宏包提供了一系列杂锦符号(dingbats),其中就有带圈数字。pifont 属于 psnfss 宏集,它封装了一系列 PostScript 字体,包含著名的 Helvetica、Times、Courier 等。pifont 使用的是 Zapf Dingbats 字体。

使用 \ding{<number>} 可以很方便地使用带圈数字(共有四种),当然也有其他符号。具体数字可参见下图:

pifont

在主流的 $\TeX$ 引擎下,pifont 宏包都可以使用。

Unicode

数字 0–50 的带圈版本都分配了对应的 Unicode 码位,因而在现代 $\TeX$ 引擎($\XeTeX$ 和 $\LuaTeX$,若无特殊说明以下仅讨论这两者)中,配合合适的字体,理论上可以直接输入这些符号。具体见下表:1

24EA 2460 2461 2462 2463 2464 2465 2466 2467 2468 2469
 
  246A 246B 246C 246D 246E 246F 2470 2471 2472 2473
 
  3251 3252 3253 3254 3255 3256 3257 3258 3259 325A
 
  325B 325C 325D 325E 325F 32B1 32B2 32B3 32B4 32B5
 
  32B6 32B7 32B8 32B9 32BA 32BB 32BC 32BD 32BE 32BF

Zapf Dingbats 中的其他几种样式也分配有码位:

  • 反白(negative circled digits)

    24FF 2776 2777 2778 2779 277A 277B 277C 277D 277E 277F
     
      24EB 24EC 24ED 24EE 24EF 24F0 24F1 24F2 24F3 24F4
  • 无衬线(circled sans-serif digits)

    🄋
    1F10B 2780 2781 2782 2783 2784 2785 2786 2787 2788 2789
  • 无衬线反白(negative circled sans-serif digits)

    🄌
    1F10C 278A 278B 278C 278D 278E 278F 2790 2791 2792 2793

此外,还额外增加了一些样式:

  • 双线(double circled digits)

    24F5 24F6 24F7 24F8 24F9 24FA 24FB 24FC 24FD 24FE
  • 加框(circled numbers on black square)

    3248 3249 324A 324B 324C 324D 324E 324F
  • 带圆括号(parenthesized digits)

    2474 2475 2476 2477 2478 2479 247A 247B 247C 247D
    247E 247F 2480 2481 2482 2483 2484 2485 2486 2487
  • 带点(digits with full stop)

    🄀
    1F100 2488 2489 248A 248B 248C 248D 248E 248F 2490 2491
     
      2492 2493 2494 2495 2496 2497 2498 2499 249A 249B
  • 带逗号(digits with comma)

    🄁 🄂 🄃 🄄 🄅 🄆 🄇 🄈 🄉 🄊
    1F101 1F102 1F103 1F104 1F105 1F106 1F107 1F108 1F109 1F10A
  • 这些姑且也算上吧:

    3220 3221 3222 3223 3224 3225 3226 3227 3228 3229
    3280 3281 3282 3283 3284 3285 3286 3287 3288 3289
    🈩 🈔 🈪              
    1F229 1F214 1F22A              
      🉂 🉁              
      1F242 1F241              

这些符号分散在以下几个 Unicode 区块(block)中:

  • Enclosed Alphanumerics (U+2460U+24FF)
    • 带圈 0–20(以及 a–z、A–Z)
    • 反白 0、11–20
    • 双线 1–10
    • 带圆括号 1–20
    • 带点 1–20
  • Dingbats (U+2700U+27BF)
    • 反白 1–10
    • 无衬线 1–10
    • 无衬线反白 1–10
  • Enclosed CJK Letters and Months (U+3200U+32FF)
    • 带圈 21–50
    • 加框 10–80(仅限整十)
    • 带圈
    • 带圆括号
  • Enclosed Alphanumeric Supplement (U+1F100U+1F1FF)
    • 带逗号 0–9
    • 无衬线、无衬线反白以及带点的 0
  • Enclosed Ideographic Supplement (U+1F200U+1F2FF)
    • 带方框
    • 带六角括号

直接输入,或者利用码位,都能在 $\LaTeX$ 中使用以上这些带圈数字(注意不同方法对大小写的要求有差异):

\documentclass{article}
\usepackage{fontspec}
\setmainfont{Source Han Serif SC}

\begin{document}
① ② ③ ④ ⑤
\symbol{"2776} \symbol{"2777} \symbol{"2778} \symbol{"2779} \symbol{"277A}
\char"3248\    \char"3249\    \char"324A\    \char"324B\    \char"324C\
^^^^3280       ^^^^3281       ^^^^3282       ^^^^3283       ^^^^3284
^^^^^1f229     ^^^^^1f214     ^^^^^1f22a
\end{document}

使用 $\XeLaTeX$ 或 $\LuaLaTeX$ 编译,效果如下:

textcircled-fontspec

xunicode-addon 宏包

在实际使用中,无论是依靠码位,还是借由输入法直接录入这些特殊字符,都不是很方便。在 xunicode-addon 宏包(从属于 xeCJK)中,\textcircled 等一系列命令被重新定义,从而能够显示 Unicode 所分配的带圈数字(和字母等)。举例如下:

\documentclass{article}
\usepackage{fontspec,xunicode-addon}
\setmainfont{Source Han Serif SC}

\begin{document}
\textcircled{1}
\textcircled{25}
\textcircled{a}
\textcircled{Z}
\end{document}

利用 $\LaTeX3$ 语法也可以迅速写出如下循环而不伤身体:

\ExplSyntaxOn
\cs_set:Npn \TESTi
  {
    \int_step_inline:nnn {  0 } { 25 } { \textcircled{##1} ~ } \par
    \int_step_inline:nnn { 26 } { 50 } { \textcircled{##1} ~ } \par
  }
\cs_set:Npn \TESTii
  { \tl_map_inline:nn { abcdefghijklmnopqrstuvwxyz } { \textcircled{##1} ~ } \par }
\cs_set:Npn \TESTiii
  { \tl_map_inline:nn { ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ } { \textcircled{##1} ~ } \par }
\ExplSyntaxOff

\TESTi
\TESTii
\TESTiii

textcircled-xunicode-addon

当然,其他样式的带圈数字并没有提供快捷的输入方式。

ctex 宏集中使用

以上的案例都是在标准文档类 article 中搭配 fontspec 宏包完成的。如果切换成 ctex 宏集,则需要额外做一些调整。

对于中文文档,我们通常需要为中西文(「西文」主要指 Latin script)分别设置字体。上面已经提到过,带圈数字分散在了几个 Unicode 区块中。xeCJK 将其中的 Enclosed CJK Letters and Months 和 Enclosed Ideographic Supplement 设置为了 CJK 字符类,使用中文字体;其余则为 Default 字符类,使用西文字体。

$\LuaTeX$ 下的情况类似,但稍显复杂。首先是 luatexja 作出了 ALchar 和 JAchar 的划分,大致相当于西文和日文(AL=ALphabetic,JA=JApanese);同时又预定义了一些字符范围。默认设置中,上文所列的所有带圈数字均会使用日文字体。其后,ctex 宏集为了适应中文排版的需求又做了一些修改。结果是,Enclosed Alphanumerics 被设置为了 ALchar,即使用西文字体。

总而言之,在 ctex 宏集的默认配置下:

Unicode 区块 $\XeLaTeX$ $\LuaLaTeX$
Enclosed Alphanumerics 西文 西文
Dingbats 西文 西文
Enclosed CJK Letters and Months 中文 中文
Enclosed Alphanumeric Supplement 西文 西文
Enclosed Ideographic Supplement 中文 西文

在 $\XeLaTeX$ 下,可以做如下修改:

% 使用中文字体
\xeCJKDeclareCharClass{CJK}{%
  "24EA,        % ⓪
  "2460->"2473, % ①->⑳
  "3251->"32BF, % ㉑->㊿
  "24FF,        % ⓿
  "2776->"277F, % ❶->❿
  "24EB->"24F4  % ⓫->⓴
}
\setCJKmainfont{Source Han Serif SC}

% 或使用西文字体
% \xeCJKDeclareCharClass{Default}{%
%   "24EA, "2460->"2473, "3251->"32BF,
%   "24FF, "2776->"277F, "24EB->"24F4}
% \setmainfont{Garamond-Math.otf}

在 $\LuaLaTeX$ 下,也完全类似:

% 使用中文字体
\ltjdefcharrange{6}{%
  "24EA, "2460-"2473, "3251-"32BF,
  "24FF, "2776-"277F, "24EB-"24F4}
\setCJKmainfont{Source Han Serif SC}

% 或使用西文字体
% \ltjdefcharrange{3}{%
%   "24EA, "2460-"2473, "3251-"32BF,
%   "24FF, "2776-"277F, "24EB-"24F4}
% \setmainfont{Garamond-Math.otf}

这里的 63 原先分别对应日文字符和西文标点、符号。还需注意范围的写法与 xeCJK 中不同。

配合 xunicode-addon 宏包,在 ctex 宏集中也同样可以使用 \textcircled 命令输入预定义的带圈数字。但需注意,\textcircled 会预先检查字符是否存在,且仅在西文字体中进行。所以如需使用中文字体进行显示,就要「指鹿为马」:2

% XeLaTeX 下需要把全体带圈数字都设置成 Default 类
% LuaLaTeX 下无须额外设置
\xeCJKDeclareCharClass{Default}{"24EA, "2460->"2473, "3251->"32BF}

% 将中文字体声明为(西文)字体族
\newfontfamily\EnclosedNumbers{Source Han Serif SC}

% 放置钩子,只让带圈字符才需更换字体
\AtBeginUTFCommand[\textcircled]{\begingroup\EnclosedNumbers}
\AtEndUTFCommand[\textcircled]{\endgroup}

对于字体中没有的带圈数字,\textcircled 也能够自动生成(由圆圈和相应的数字拼合)。选择合适的字体之后,便可做一些比较暴力的尝试:

textcircled-matrix

即使是三位数,效果也尚能接受。

OpenType 的 nalt 特性

在 OpenType 中,有一项名为 nalt(Alternate Annotation Forms)的 GSUB 特性,它的作用是把特定的字符形替换成符号标注形式(notational forms)。不少日文字体都包含这一特性,我们可以利用 fontspec 宏包提供的相关选项调用。举例如下:

\documentclass{article}
\usepackage{fontspec}
\setmainfont{ipaexm.ttf}  % IPAex 明朝,TeX Live 自带

\begin{document}
{\addfontfeature{Annotation=0}123456789}
{\addfontfeature{Annotation=1}123456789}
{\addfontfeature{Annotation=2}123456789}
\end{document}

textcircled-nalt

需要注意的是,Annotation=X 中的某个 X 具体对应何种样式,这是由字体设计者决定的。此外,在一些字体中,部分假名、汉字也有类似的标注形式,可以用相同方法使用:

\documentclass{ctexart}
\setCJKmainfont{Hiragino Mincho Pro W3}

\begin{document}
{\addCJKfontfeature{Annotation=0}あア}
{\addCJKfontfeature{Annotation=1}かカ}
{\addCJKfontfeature{Annotation=2}さサ}
{\addCJKfontfeature{Annotation=3}たタ}
{\addCJKfontfeature{Annotation=4}なナ}
{\addCJKfontfeature{Annotation=5}はハ}
{\addCJKfontfeature{Annotation=6}まマ}
\end{document}

textcircled-nalt-kana

这里我们用 \addCJKfontfeature 代替了 \addfontfeature。此处作为演示的字体是 macOS 自带的ヒラギノ明朝,在 Windows/Linux 上可换用其他字体。

Adobe-Japan1-7

Adobe-Japan1-7 字符集定义了更多的带圈数字,很多样式都支持 0–100 的数字范围。但由于 Unicode 没有为它们分配码位,我们必须用 CID(Character IDentifier)来指定。3

由于 CID 到具体字符的映照比较复杂,因而这里我们提供了一个宏包 textcircle-cid,用来通过 CID 调用带圈数字。textcircle-cid 宏包提供了下面一组命令:

  • \CIDtextcircled
  • \CIDtextblackcircled
  • \CIDtextboxed
  • \CIDtextblackboxed
  • \CIDtextrboxed
  • \CIDtextblackrboxed

支持的数字范围是 0–100 和 00–09。$\XeTeX$、$\LuaTeX$ 和 $\upTeX$ 这三种 Unicode 引擎均可使用,但需要配合其他宏包及命令以实现正确的字体调用:

  • $\XeLaTeX$ 下需要通过 \setmainfont 等命令设置字体
  • $\LuaLaTeX$ 下需要通过 \setmainjfont 等命令设置(日文)字体
  • $\upLaTeX$ 下需要调用 pxchfon 宏包,并且使用 \setminchofont 等命令设置字体,具体可以参考以下示例:

    % test-uptex.tex
    \documentclass{ujarticle}
    \usepackage{pxchfon,textcircle-cid}
    \setminchofont{KozMinPr6N-Regular.otf}
    \setgothicfont{KozGoPr6N-Regular.otf}
    
    \def\TEST{%
      \CIDtextcircled{0}
      \CIDtextblackcircled{1}
      \CIDtextboxed{00}
      \CIDtextblackboxed{10}
      \CIDtextrboxed{50}
      \CIDtextblackrboxed{100}}
    
    \begin{document}
    \textmc{\TEST} \par
    \textgt{\TEST}
    \end{document}
    

    textcircled-cid-uptex

    注意 $\upTeX$ 不直接生成 PDF,因此编译时可采取如下方式:

    uplatex test-uptex && dvipdfmx test-uptex
    

    在上面的示例中,我们使用的字体是 Adobe 的小塚明朝小塚ゴシック。事实上,只有遵从 Adobe-Japan1 的字体,才能利用 CID 正确地调用相应的字符。

字体的选择

上文我们多次提及,带圈数字的具体使用与字体密切相关。下面我们整理了 $\TeX$ Live 自带的、可使用带圈数字的字体,以及对应的数字范围:

字体 带圈 反白 无衬线 无衬线反白
Baekmuk Fonts 系列 1–15      
Carlito 0–20 0–20    
DejaVuSans 1–10 1–10 1–10 1–10
Fandol Song/Hei/Fang/Kai 1–10      
FreeMono, FreeSans 1–10      
FreeSerif 1–10 1–10 1–10 1–10
Garamond Math 0–50 0–20    
IPAGothic, IPAMincho 1–50 1–20    
Junicode 0–20 0–20    
Lato 0–20 0–20    
Libertinus Serif/Sans/Math
Linux Libertine
Linux Biolinum
0–20 0–20    
Libertinus Keyboard
Linux Biolinum Keyboard
  1–10    
STIX, STIX Math 0–9   1–10 1–10
STIX Two Math 0–20 0–20 1–10 1–10
Un-Fonts 系列(UnBatang 等) 0–20      
XITS, XITS Math 0–9   1–10 1–10
文鼎PL简报宋
文鼎PL简中楷
1–10      

以下是其他一些常见中、日文字体,其中很多是操作系统自带的:

字体 带圈 反白 无衬线 无衬线反白
思源宋体、思源黑体 0–50 0–20 0–10 0–10
微软雅黑、微软正黑 1–10      
苹方 0–50 0–20 0–10 1–10
方正书宋、方正黑体、方正楷体、方正仿宋、等线 1–10      
宋体、黑体、楷体、仿宋(中易) 1–10      
更纱黑体 (Sarasa Gothic) 0–50 0–20 0–10 0–10
小塚明朝 (Kozuka Mincho)
小塚ゴシック (Kozuka Gothic)
0–100 0–100    
游明朝 (Yu Mincho)
游ゴシック (Yu Gothic)
0–100 0–100    
メイリオ (Meiryo) 0–50 1–20 0–10 1–10

这里我们用了 Python 脚本 check-circled-number.py 来读取字体信息,它还依赖 FontForge。注意由于字体版本不同,不保证表中所列结果与实际情况完全一致。

注释

  1. 在本页面的 CSS 中,带圈数字将优先使用思源宋体(Source Han Serif)显示,但具体结果仍然取决于字体的安装情况以及浏览器的渲染方式。 

  2. 感谢 @qinglee 的指导!见 CTeX-org/ctex-kit #399。 

  3. 感谢 @clerkma 的指导!见 CTeX-org/forum #20。