（前回の続き）
さて、前回の話では、せいぜい「1 を足す」、あるいは算術演算を行う程度のことだったので、intcalc パッケージを使うくらいで事なきを得た。しかし、これが本質的に完全展開可能にできない要素、例えば「カウンタの値によってフォントを変える」とかを含む話になると、同じ方法は通用しなくなる。
というと、昔からの本ブログの愛読者である貴方であれば、きっとこの実力判定問題のことを思い出したに違いない。あの時は、すぐ後に LaTeX の頑強性の概念について解説を試みたのであるが、どうも上手く説明できている気がしなかった。そういうわけで、今回は「悩ましいカウンタ出力命令」の話に絞った話をしたい。
今回の問題
つまり解決すべき課題はコレである。*1
LaTeX カウンタ hoge があるとき、hoge の出力命令\thehogeを「hogeの値+1の算用数字の後にドット」という形式になるように定義したい。（すなわち“hoge の数値”（\c@hogeの値）が 42 の場合、“hoge の出力”（\thehogeの出力）は“43.”となるべき。） 「1 を足す」のに（e-TeX 拡張でもなく自分または他人の変態コードでもなく）\advanceを普通に使って、かつ相互参照が正常に機能させることができるか？
「悩ましいカウンタ出力命令」が悩ましいのは、もちろん脆弱（fragile）であってはいけないのだが、単に頑強（robust）であるだけでは不十分だからである。
「出力命令」が上手くいく条件
すなわち、具体的には次のような条件を満たす必要がある。
\thehogeを保護無しの（“普通の”）状態((\protect=\typeset@protectである状態。))で実行すると所望の出力になる。- 当然。
\thehogeを保護付で完全展開する（\protected@edef）すると、その時点でカウンタの値が参照され、結果のトークン列に現在の hoge の値の情報（数値でも出力でもよい）が含まれる。- “hoge の出力”は aux ファイルに書き込まれるので、それを正常に行うためにこの条件が必要。
- 2 の結果のトークン列を、保護無しで実行すると、やはり所望の出力になる。なおかつ、その際にはカウンタの値は参照されない。
\refを実行する際には、aux から読みこんだ“\thehogeの値”が出力されるので、そのためにこの条件が必要。ここで「\refがある箇所での」hoge の値が使われるのは明らかに不合理である。
いくつか例をみてみよう。ここで“hoge の数値”が 42 であり、ゆえに所望の“hoge の出力”は“43.”であるとする。
例①
まずは \advance を用いた素朴な実装を考える。
\def\thehoge{\count@\c@hoge \advance\count@1 \number\c@hoge.}
- “普通の状態”での“hoge の出力”は“43.”だから OK。
- 保護付完全展開すると「
\count@ \c@hoge \advance \count@ 1 42.」となる。「42」が出ているので一応 OK。 - そのトークン列を実行した場合は“42.”が出力される。この時に「hoge が参照されない」という条件は満たすが、明らかに結果が違うので NG。
例②
単純に \thehoge を保護付にしてみる。
\DeclareRobustCommand*\thehoge{% \count@\c@hoge \advance\count@1 \number\c@hoge.}
- “普通の状態”での“hoge の出力”は“43.”だから OK。
- 保護付完全展開すると、保護付の
\thehogeは展開されないので「\thehoge」が結果となる*2。hoge の値が出てこないので NG である。 - 2 の結果（「
\thehoge」）を実行すると、今度は「\count@ \c@hoge …」に展開されてここで\c@hogeへの参照が発生するので NG。
例③
（今の問題の条件からは外れるが）\numexpr を用いて完全展開可能にした場合を考える。
\def\thehoge{\number\numexpr\c@hoge+1\relax.}
- “普通の状態”での“hoge の出力”は“43.”だから OK。
- 保護付完全展開すると、出力そのものの「
43.」になるから OK。 - それを実行すると当然“43.”が出力され、かつこの時に hoge は参照されないので OK。
つまり「出力の文字列に完全展開されるもの」が作れるなら、それは自明に条件を満たす。そして、それだからこそ、今は“それが作れない”場合のことを敢えて考えているのである。
