LaTeX 環境定義：\makeatletter を活用した柔軟なカスタマイズ方法

2025-05-31

\makeatletter コマンドは、その後のコードにおいて、@ 記号を通常の文字として扱えるようにする役割を持ちます。つまり、\makeatletter を記述すると、\@ のような @ を含むコマンドを定義したり、使用したりすることができるようになります。

一方、\makeatother コマンドは、\makeatletter の効果を打ち消し、@ 記号を再び特殊な文字として扱います。これは、特定のコードブロック内でのみ @ を含むコマンドを扱えるようにし、それ以外の部分での意図しない影響を防ぐために使われます。

\makeatother: これ以降のコードで @ を再び特殊な文字として扱います。\makeatletter の効果を限定的な範囲に留めるために使用します。
\makeatletter: これ以降のコードで @ を通常の文字として扱えるようにします。これにより、\@ を含む内部的なコマンドを定義・使用できるようになります。

これらのコマンドは、主にカスタムコマンドや環境を定義する際、特にパッケージ（.sty ファイル）やクラスファイル（.cls ファイル）の中でよく使われます。これにより、パッケージやクラスの内部で使用する特殊なコマンドが、ドキュメントの本文で誤って使われるのを防ぐことができるのです。

例えば、以下のようなコードは、\makeatletter と \makeatother を使って、\@myinternalcommand という内部コマンドを定義し、使用しています。

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath}

\makeatletter
\newcommand{\mycommand}{%
  This is a command that uses \@myinternalcommand.
}
\newcommand{\@myinternalcommand}{%
  \textbf{an internal command!}
}
\makeatother

\begin{document}
\mycommand

% \@myinternalcommand % この行はエラーになります（@ が特殊文字のため）
\end{document}

\makeatletter を忘れる、または \makeatother を忘れる

トラブルシューティング
\makeatletter を使用したブロックの終わりには、必ず対応する \makeatother を記述するように心がけてください。特に長いカスタム定義やパッケージのコードでは、対応が取れているか注意深く確認しましょう。
エラー
\makeatletter を使用したまま \makeatother を記述し忘れると、それ以降のコードで意図せず @ が通常の文字として扱われてしまう可能性があります。これにより、標準の LaTeX コマンドやパッケージの動作に予期せぬ影響を与えることがあります。
トラブルシューティング
@ を含むコマンド（例えば \@tempdima や \@ifnextchar など）を使用する際には、必ずその部分を \makeatletter と \makeatother で囲んでいるか確認してください。
エラー
@ を含むコマンドを \makeatletter で囲まずに使用すると、「Undefined control sequence @...」のようなエラーが発生します。LaTeX は @ を特殊文字として扱うため、\makeatletter なしには @ を含むコマンドを認識できないのです。

グループ化 ({}) の影響

トラブルシューティング
\makeatletter と \makeatother は、通常、トップレベル（ドキュメントの直接の記述部分、または .sty ファイルや .cls ファイルのトップレベル）で記述します。もしグループ内で使用する必要がある場合は、そのグループ内でのみ @ が特別扱いされることを理解しておく必要があります。
問題
\makeatletter と \makeatother は、それが記述されたスコープ内で効果を発揮します。もしこれらがグループ ({}) の内側で使用された場合、その効果はそのグループの外には及びません。

パッケージやクラスファイル内での注意点

注意点
パッケージやクラスファイルの一部だけを囲むことも可能ですが、その場合はスコープに注意し、意図しない影響が出ないようにする必要があります。
推奨
パッケージファイル (.sty) やクラスファイル (.cls) の全体を \makeatletter と \makeatother で囲むのが一般的です。これにより、ファイル全体で内部コマンドを自然に扱うことができます。

エラーメッセージの解釈

トラブルシューティング
エラーメッセージが出た行の周辺を確認し、\makeatletter が適切に記述されているか、また \makeatother で意図せず範囲が閉じられていないかを確認してください。
エラーメッセージ
「Undefined control sequence @...」というエラーメッセージが出た場合、高い確率で @ を含むコマンドが \makeatletter の範囲外で使用されています。

具体的なトラブルシューティングのステップ

エラーメッセージを確認する
エラーメッセージに @ が含まれている場合、\makeatletter 周辺のコードを疑ってみましょう。
\makeatletter と \makeatother の対応を確認する
ペアで正しく記述されているか、記述漏れがないかを確認します。
スコープを確認する
{} で囲まれた部分で \makeatletter や \makeatother を使用している場合、その効果が期待通りになっているか確認します。
コメントアウトを試す
問題のあると思われる部分をコメントアウトして、エラーが解消されるか試してみるのも有効です。
最小限の再現コードを作成する
問題を特定するために、エラーを再現する最小限の LaTeX コードを作成し、原因を特定しやすくします。

例1: 簡単なカスタムコマンドの定義

この例では、\@internalcounter という @ を含む内部カウンタを定義し、それを利用するカスタムコマンド \myfancycommand を作成します。

\documentclass{article}

\newcounter{externalcounter}

\makeatletter
\newcounter{@internalcounter}
\newcommand{\myfancycommand}{%
  \stepcounter{@internalcounter}% 内部カウンタをインクリメント
  外部カウンタの値: \arabic{externalcounter},
  内部カウンタの値: \arabic{@internalcounter}% 内部カウンタの値を表示
}
\makeatother

\begin{document}
\setcounter{externalcounter}{10} % 外部カウンタの初期値を設定

\myfancycommand % 1回目
\myfancycommand % 2回目
\myfancycommand % 3回目

% \arabic{@internalcounter} % この行はエラーになります（@ が特殊文字のため）
\end{document}

解説

\makeatother の外では、\@internalcounter に直接アクセスしようとするとエラーになります。これは、@ が再び特殊文字として扱われるためです。
\myfancycommand の定義の中では、\@internalcounter を \stepcounter でインクリメントし、その値を \arabic で表示しています。
\makeatletter と \makeatother で囲まれた部分で、\@internalcounter という @ を含む名前のカウンタを \newcounter で定義しています。

例2: 環境の定義

この例では、\@startmyenv と \@endmyenv という内部コマンドを利用して、カスタム環境 myenvironment を定義します。

\documentclass{article}

\makeatletter
\newenvironment{myenvironment}{%
  \par\hrulefill\par % 環境開始時の処理
  \@startmyenv % 内部開始コマンド
}{%
  \@endmyenv % 内部終了コマンド
  \par\hrulefill\par % 環境終了時の処理
}
\newcommand{\@startmyenv}{%
  \textbf{My Environment Start:}
}
\newcommand{\@endmyenv}{%
  \textit{End of My Environment.}
}
\makeatother

\begin{document}
This is before the environment.

\begin{myenvironment}
  This is inside my custom environment.
\end{myenvironment}

This is after the environment.
\end{document}

解説

\@startmyenv と \@endmyenv は、それぞれ環境の開始時と終了時に実行される内部コマンドとして定義されています。
環境の開始部分 {...} の中で \@startmyenv を、終了部分 {...} の中で \@endmyenv を呼び出しています。
\makeatletter と \makeatother で囲まれた部分で、myenvironment という新しい環境を \newenvironment で定義しています。

例3: パッケージ内での利用 (概念)

パッケージファイル (.sty) の中では、通常ファイル全体を \makeatletter と \makeatother で囲みます。

% mypackage.sty
\ProvidesPackage{mypackage}
\NeedsTeXFormat{LaTeX2e}
\PackageInfo{mypackage}{A simple example package}

\makeatletter
% 内部で使用する変数やコマンド
\def\@mypackageversion{1.0}
\newcommand{\@mypackageinternalcommand}[1]{%
  \PackageInfo{mypackage}{Internal command called with: #1}%
}

% ユーザーが利用できるコマンド
\newcommand{\mypackageinfo}{%
  \PackageInfo{mypackage}{Current version: \@mypackageversion}%
}
\newcommand{\useinternal}[1]{%
  \@mypackageinternalcommand{#1}%
}
\makeatother

\endinput

\mypackageinfo や \useinternal は、パッケージのユーザーがドキュメント内で使用できるコマンドであり、内部の @ を含む要素を利用しています。
\@mypackageversion や \@mypackageinternalcommand は、パッケージ内部でのみ使用することを意図した、@ を含む名前の変数やコマンドです。
パッケージファイル全体が \makeatletter と \makeatother で囲まれています。

しかし、\makeatletter と \makeatother の使用を避ける、あるいはより整理してコードを書くためのいくつかのアプローチや慣習は存在します。これらは、直接的な代替というよりは、コードの可読性や管理性を向上させるためのものです。

@ を含まないコマンド名を使用する

最も直接的な「代替」は、そもそも @ をコマンド名に使用しないことです。カスタムコマンドや変数を定義する際に、myinternalcommand や myinternalvariable のように、@ を含まない名前を選ぶことができます。

利点
\makeatletter と \makeatother のブロックを意識する必要がなくなり、コードがよりシンプルに見えます。

プレフィックスやサフィックスを使用する

@ の代わりに、独自のプレフィックスやサフィックスを内部コマンドに使用する慣習があります。例えば、自分のパッケージ名や短い識別子をプレフィックスとして使用します (\mypkg_internalcommand など)。

欠点
- コマンド名が長くなることがあります。
- LaTeX の標準的な命名規則からは外れるため、他の LaTeX プログラマにとって直感的でない可能性があります。
利点
- 名前衝突のリスクを軽減できます。
- コードの出所や目的が分かりやすくなります。
- \makeatletter と \makeatother のブロックを避けることができます。

クラスやパッケージのスコープを利用する

クラスファイル (.cls) やパッケージファイル (.sty) の内部では、\makeatletter をファイルの先頭に記述し、\makeatother をファイルの末尾に記述するのが一般的です。これにより、ファイル全体で @ を含む内部コマンドを自然に使用できます。

注意点
ドキュメントファイル (.tex) の中でこの方法を安易に使うと、意図しない影響が広範囲に及ぶ可能性があるため推奨されません。
利点
ファイル全体で \makeatletter の効果が及ぶため、個々のコマンド定義ごとに \makeatletter と \makeatother を記述する手間が省けます。

より抽象的なプログラミング構造を利用する (LuaTeX など)

LuaTeX のようなより高度な LaTeX エンジンを使用する場合、LaTeX のマクロシステムに加えて、Lua スクリプトを直接埋め込むことができます。Lua のスコープ機能を利用することで、グローバルな名前空間の汚染を避けることができます。

欠点
LuaTeX に依存するため、他の LaTeX エンジンとの互換性がなくなる可能性があります。また、Lua の知識が必要です。
利点
より高度なプログラミングが可能になり、名前空間の管理も柔軟に行えます。

重要な注意点

これらの代替アプローチは、@ を含む名前の使用を避ける、あるいはその使用範囲を明確にするためのものです。LaTeX の基本的な仕組みとして、@ を含むコマンドは通常 \makeatletter の範囲内でしか利用できないというルールは変わりません。

したがって、他のパッケージの内部コマンドを利用したり、LaTeX の内部構造に深く関わるようなプログラミングを行う場合は、\makeatletter と \makeatother の使用は依然として必要となることが多いです。

結局のところ、\makeatletter と \makeatother は、LaTeX の内部コマンドとユーザー定義のコマンドを区別し、名前衝突を防ぐための重要な仕組みです。代替案を検討する際には、コードの可読性、保守性、そして他の LaTeX コンポーネントとの互換性を総合的に考慮する必要があります。