libertinus 字体与 extarrows 不兼容的处理

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与群友交流的过程中发现如果将数学字体设置为 Libertinus Math 的时候, 使用 extarrow 宏包的 \xLongrightarrow 会有奇怪的现象:

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\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{extarrows}
\usepackage{unicode-math}
\setmathfont{Libertinus Math}
\begin{document}
    \begin{align*}
        \xLongrightarrow{a^2+b^2=c^2} 
    \end{align*}
\end{document}
错误输出

开始我以为是 unicode-math 与 extarrows 不兼容, 但是当我将字体设置成 STIX Two Math 或者默认的 Latin Modern Math 的时候发现并不是 unicode-math 的问题:

对比

那就需要看看源码, 找一下有没有能改的地方.

首先找了一下 extarrow.sty 的源码, 看不太懂

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\RequirePackage{amsmath}
...
\def\xLongrightarrowfill@{\arrowfill@\Relbar\Relbar\Longrightarrow}
\providecommand{\xLongrightarrow}[2][]{%
	\ext@arrow 0099\xLongrightarrowfill@{#1}{#2}}

但是发现了两个没有定义就直接使用的命令: \arrowfill@ 与 \Relbar, 那就应该是 amsmath 定义的命令, 顺藤摸瓜再去找一下.

在 amsmath.sty 中发现了

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\ams@def\relbar{\mathrel{\mathpalette\mathsm@sh\std@minus}}
\ams@def\Relbar{\mathrel\std@equal}
\def\arrowfill@#1#2#3#4{%
  $\m@th\thickmuskip0mu\medmuskip\thickmuskip\thinmuskip\thickmuskip
   \relax#4#1\mkern-7mu%
   \cleaders\hbox{$#4\mkern-2mu#2\mkern-2mu$}\hfill
   \mkern-7mu#3$%
}

依然看不懂, 再顺着 \Relbar 定义中的 \std@equal 寻找, 找到了这两行

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\@ifundefined{Umathcode}
  {%
    \mathchardef\std@minus\mathcode`\-\relax
    \mathchardef\std@equal\mathcode`\=\relax
  }
  {%
   \Umathcharnumdef\std@minus\Umathcodenum`\-\relax
   \Umathcharnumdef\std@equal\Umathcodenum`\=\relax
  }

那就可以知道 extarrows 与 \overline 等命令的实现方法了: 用 \longright/leftarrow 与 \Longright/leftarrow 与减号 - 或者等号 = 进行拼接.

猜出了原理, 用 Libertinus Math 进行一下验证:

= 与 \Longrightarrow

确实等号与 \Longrightarrow 两横之间的间距不同, 也就导致了奇怪的效果.

知道了问题的话就容易解决了, 直接用其他的字体来替换箭头与等号就可以了1 .

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\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{extarrows}
\usepackage{unicode-math}
\setmathfont{Libertinus Math}
\setmathfont{STIX Two Math}[range = {\Longleftarrow, \Longrightarrow, \equal}]
\begin{document}
\begin{align*}
    \xLongleftrightarrow{a^2-b^2=c^2}
\end{align*}
\end{document}

\Longrightarrow 的问题解决了, 但是出现了新的问题, 在 Latin Modern Math 与 STIX Two Math 中的减号 - 与箭头 \longrightarrow 的粗细或者垂直位置不一致, 这会导致 \xlong 系列的箭头变得奇怪, 所以只是这么处理的话会导致箭头风格不统一. 如果不重制 \Relbar 与 \relbar 的话, 那就祈祷文章种不要同时出现两种箭头吧……