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lmd 的设计与实现

2025 年 01 月 24 日

前言

我曾经用过两三个静态网站构建工具，用的最久的，是 nikola，它很优秀，无论是安装，还是使用，都比较简单。不过，我难以回答之前为什么要弃用它。大概是有一次对它进行升级，下载它依赖的一些 Python 包时出现了我难以解决的问题，导致升级失败，这件事让我不太舒服，便弃用了。刚才我又试了一次，即使按照官方文档提醒的，在 Ubuntu 或其衍生版本中，应使用 Python 的包管理器 pip 进行安装，然而在我的 Linux Mint 22 环境中依然在安装过程中出错。

大概是 Bash 语言太过于古老，以至于我什么时候认真学过它都有些记忆模糊了。大概是在 2020 年，也可能更早一些，我在学习了几天 Bash 语言之后，想写个脚本练手，恰好我又略懂号称文档格式转换界的瑞士军刀——pandoc 的用法，于是基于 Bash 和 pandoc 写了个脚本，取名为 gar，它能够借助 pandoc 将 Markdown 文档转化为网页，并且提供了文章基本管理功能。gar 脚本虽然简陋，但是它让我意识到，实现一个静态网站构建工具，并不需要流行的静态网站构建工具所表现出的那般复杂。当然，它们的复杂有它们的理由，只是那些理由不是我的。

2023 年，我在又一次温习 Bash 和 Awk 时，对 gar 脚本进行了改进，基于 Awk 脚本为其实现了文档目录管理的功能，并将 gar 更名为 lmd，并写了一份文档，介绍了它的用法。

今年，我在为 orez 的新版本构造 Markdown 后端时，尝试将它与 lmd 脚本配合起来，以静态网站的形式发布文学程序的文档，详见「orez + lmd = ?」一文。在此过程中，我发现 lmd 脚本外围的部分 Awk 代码与 Ubuntu 系的发行版默认使用的 mawk 不兼容，在修改这部分 Awk 代码时，发现我对 lmd 脚本里的代码也感觉非常陌生。于是，决定重新实现 lmd，以文学编程的方式，除了作为文学编程以及 orez 的 Markdown 后端是否可用的一次实践，也用于防备以后再次阅读 lmd 脚本里的代码觉得陌生。

pandoc

构造一个静态网站，用于发布日志、想法、感悟以及类似讨武曌檄或共产主义宣言之类的内容，首先需要放弃直接使用 HTML 语言撰写文档这种想法，因为现在已经不是 2000 年代了。Markdown 语言可以实现杠杆作用，让你用更小的力气撬动 HTML 的繁冗笨重，而具体的杠杆就是类像 pandoc 这样的工具。

lmd 脚本所构建的静态网站，网页只有两种形式：网站的首页和文章。在 lmd 脚本的视域，静态网站相当于文集，网站的首页相当于文集的目录。这意味着，从 Markdown 到 HTML，需要为 pandoc 事先定义两份文档模板。对于 pandoc 而言，用户定义的文档模板并非必须，因为它有一些默认模板可用。但是，倘若需要对页面部分内容是否需要 pandoc 呈现出来有搜要求，则必须为 pandoc 提供自定义的模板。

我为网站首页和文章分别定义了模板 homepage.template 和 post.template，其内容见附录 pandoc 模板。下面以一份简单但完备的 Markdown 文档为例，演示如何使用 pandoc 按照模板 post.template 生成 HTML 文档。假设这份 Markdown 文档为 foo.md，其内容为

@ foo.md #
---
title: 标题
lang: zh-CN
date: 2025 年 01 月 14 日
abstract: 这是一份示例。
category: 
footer: 页脚
...

# 第一节

... 内容 ...

![插图](foo.png)

# 第二节

... 行内公式：$a^2 + b^2 = c^2$

行间公式：

$$
E = mc^2
$$

将模板文件 post.template 放到一个名为 templates 的目录（目录名只能是 templates）里，假设 /tmp/templates，则以下命令可基于 post.template 模板和 MathJax 脚本，将 foo.md 转化为支持 TeX 数学公式的 HTML 文件 foo.html：

$ pandoc foo.md --standalone --table-of-contents \
         --data-dir=/tmp --template=post.template \
         --mathjax=https://cdn.bootcss.com/mathjax/3.2.2/es5/tex-mml-chtml.js \
         --output foo.html

下面对上述命令中的参数予以说明：

以上命令生成的 HTML 页面并不美观，存在标题和正文字体皆过大，页脚文字未居中，目录占据空间过多等问题。这些问题皆属于排版问题，可通过 CSS 予以解决。pandoc 的 --css 选项支持加载用户定义的样式文件。附录的样式表提供了 lmd.css 文件，假设它与 pandoc 生成的 foo.html 位于同一目录，以下命令可解决上述排版问题：

$ pandoc foo.md --standalone --table-of-contents \
         --data-dir=/tmp --template=post.template \
         --mathjax=https://cdn.bootcss.com/mathjax/3.2.2/es5/tex-mml-chtml.js \
         --css=lmd.css \
         --output foo.html

至于网站首页的构建，对应的 pandoc 命令要简单一些：

$ pandoc foo.md --standalone \
         --data-dir=/tmp --template=homepage.template \
         --css=lmd.css \
         --output foo.html

上述的 pandoc 命令是下文要实现的 lmd 脚本的核心。即使不借助 lmd 脚本，单纯使用 pandoc 命令也能构建静态网站，只是过程会较为繁琐。

文章

对于 lmd 脚本而言，若一个目录包含 index.md 和 figures 目录，则该目录构成一篇文章的主体。以下代码定义了一个 Bash 函数 lmd_new_post，用于创建符合上述定义的文章：

@ 函数：创建文章 #
function lmd_new_post {
    mkdir "$2" && cd "$2"
    echo "---" > index.md
    echo "title: $1" >> index.md
    echo "subtitle: " >> index.md
    echo "abstract: " >> index.md
    echo -e "...\n" >> index.md
    mkdir figures
}
=> lmd 脚本

lmd_new_post 函数接受 2 个参数，第 1 个是文章的标题，第 2 个参数是文章目录。

网站初始化

网站本质上也是一篇文章，只是它需要一些额外的数据，例如网站的配置文件，网页样式表以及 pandoc 模板，故而为网站初始化过程单独定义一个函数：

@ 函数：网站初始化 #
function lmd_init {
    lmd_new_post "$1" "$2"
    # 从 lmd 脚本所在目录复制数据到网站根目录 @
}
=> lmd 脚本

上述代码中 lmd_new_post 接受的参数，为其添加引号是必须的，因为该参数中可能存在空格，若对其不加引号，会导致 bash 错以为参数是多个。关于这一点，详解见 [2]。

网站所需的额外数据皆在 lmd 脚本所在目录，可是如何获得该目录的路径呢？根据文档 [1] 的探讨，确定 lmd 脚本所在路径的 Bash 代码如下：

@ 确定脚本自身所在 -> LMD_SELF_PATH #
LMD_SELF_PATH="$(cd "$(dirname "${BASH_SOURCE[0]}")" && pwd)"
=> lmd 脚本

假设 lmd 脚本所在目录的结构如下：

lmd 所在目录
├── data
│   └── appearance
│       ├── lmd.css
│       └── pandoc
│           └── data
│               └── templates
│                   ├── homepage.template
│                   └── post.template
│── lmd.conf
└── lmd 脚本

基于 LMD_SELF_PATH 变量，向网站根目录复制数据的过程如下：

@ 从 lmd 脚本所在目录复制数据到网站根目录 #
cp -r "$LMD_SELF_PATH/data/appearance" ./
cp $LMD_SELF_PATH/lmd.conf ./
=> 函数：网站初始化

lmd.conf 文件中定义了网站的一些基本信息：

@ lmd.conf #
LMD_LANGUAGE="zh-CN"   # 文章语言为简体中文
LMD_EMAIL='lyr.m2@live.cn'  # 站长邮箱
LMD_ISSUES='... ... ...' # 讨论区
# 页脚内容
LMD_FOOTER="我的联系方式：<$LMD_EMAIL> 或在[讨论区]($LMD_ISSUES)提问。"

这些基本信息在网站初始化后，可在网站根目录下编辑 lmd.conf 文件，根据自身情况予以修改。

陈仓暗渡

将文章转化为网页，过程有些复杂，因为涉及一些文本处理任务，单纯使用 Bash 语言难以实现，我选择使用 Awk 语言编写一些辅助脚本来解决这些问题。

首先，需要向文章首部添加一些隐含字段。在创建文章时，为了保持文章的 Markdown 源文档的洁净，这些字段皆未出现。在将文章转化为网页时，lmd 脚本会为文章的源文档 index.md 增加这些字段，并形成一份临时的 Markdown 源文档 .tmp_index.md，经 pandoc 转换为网页后，再从该临时文档中消除这些隐含字段，最后用 .tmp_index.md 代替文章的源文档 index.md。

以下 Awk 脚本可向文章首部添加 category、lang 和 footer 字段：

@ append-meta-data.awk #
BEGIN { RS = "\n\\.\\.\\.\n+" }
{
    if (NR == 1) {
        print $0
        if (category) print "category:", category
        if (lang) print "lang:", lang
        if (footer) print "footer:", footer
        print "...\n"
        RS = "\n"
    } else print $0
}

假设上述脚本存放于 lmd 脚本所在目录的 helper 目录。

若不熟悉 Awk 语言，可阅读在下多年前写的拙文「Awk 小传」[3]。上述脚本中的 category、lang 和 footer 变量，可以 awk 命令参数的形式定义并传入，其中 catetgory 是已知的，即 ../index.html（假如它存在），另两个变量需要从 lmd.conf 文件中获取。函数 lmd_path_to_root 可从当前目录上溯到网站根目录获得相对路径，基于该路径，通过 source 命令便可「纳入」lmd.conf 的内容。

@ 函数：获取当前目录到网站根目录的相对路径 #
function path_to_root {
    local relative_path="$1"
    if [ "$(pwd)" = "/" ]
    then
        echo "Error: I can not find right path!"
        exit -1
    elif [ -e lmd.conf ]
    then
        echo "${relative_path%/}"
    else
        relative_path="../$relative_path"
        cd ../
        path_to_root "$relative_path"
    fi
}
function lmd_path_to_root {
    local current_path="$(pwd)"
    local relative_path="$(path_to_root "")"
    if [ "$relative_path" = "" ]; then
        relative_path="."
    fi
    echo "$relative_path"
    cd "$current_path"
}
=> lmd 脚本

基于 lmd_path_to_root，载入 lmd.conf 的代码如下：

@ 载入 lmd.conf #
source "$(lmd_path_to_root)/lmd.conf"
=> 函数：向文件首部追加 category、lang 和 footer 字段

基于 lmd.conf 里的变量，便可实现向文章首部追加字段的代码，如下：

@ 函数：向文件首部追加 category、lang 和 footer 字段 #
function lmd_append_meta_data {
    # 载入 lmd.conf @
    if [ -e lmd.conf ]; then
        awk -v lang="$LMD_LANGUAGE" \
            -v footer="$LMD_FOOTER" \
            -f "$LMD_SELF_PATH/helper/append-meta-data.awk" \
            "$1" > "$2"
    else
        awk -v category="../index.html" \
            -v lang="$LMD_LANGUAGE" \
            -v footer="$LMD_FOOTER" \
            -f "$LMD_SELF_PATH/helper/append-meta-data.awk" \
            "$1" > "$2"
    fi
}
=> lmd 脚本

向文件首部追加的 category、lang 和 footer 字段，可通过以下 Awk 脚本予以清除：

@ delete-meta-data.awk #
BEGIN { RS = "\n\\.\\.\\.\n+"; FS = "\n" }
{
    if (NR == 1) {
        x = "---"
        for (i = 2; i <= NF; i++) {
            if (match($i, /^category:/)) ;
            else if (match($i, /^lang:/)) ;
            else if (match($i, /^footer:/)) ;
            else x = x "\n" $i
        }
        print x "\n...\n"
        RS = "\n"; FS = " "
    } else print $0
}

与上述 Awk 脚本配合的 Bash 代码如下：

@ 函数：从文件首部删除 category、lang 和 footer 字段 #
function lmd_delete_meta_data {
    awk -f "$LMD_SELF_PATH/helper/delete-meta-data.awk" "$1" > "${1#.tmp_}"
}
=> lmd 脚本

为了建立与上级文章的关联，还需要考虑如何将文章的路径、摘要以及时间戳（假如存在）添加到上级文章里。以下 Awk 脚本用于解决该问题：

@ add-post.awk #
BEGIN {
    RS = "\n\\.\\.\\.[ \t]*\n+"
    post_date = ""
    if (date) {
        sub(/.+年[ ]*/, "", date)
        post_date = "<span class=\"post-date\">" date "</span>"
    }
    item = "* " post_date "[" title "](" post_path ")"
    if (abstract) item = item "：" abstract
}
{
    if (NR == 2) {
        print "...\n\n" item
        print $0
        RS = "\n"
    } else print $0
}
END {
    # 页面内容为空
    if (NR < 2) {
        print "...\n\n" item
    }
}

为了能在 awk 命令中传入上述脚本需要的 title、date 和 abstract 变量，还需要下面的 Awk 脚本从文章首部中这些字段的值：

@ get-title.awk #
/^ *title:.*$/ {
    s = $0
    sub(/[ \t]*title:[ \t]*/, "", s)
    sub(/[ \t]*$/, "", s)
    print s
    exit 0
}

@ get-date.awk #
/^ *date:.*$/ {
    s = $0
    sub(/[ \t]*date:[ \t]*/, "", s)
    sub(/[ \t]*$/, "", s)
    print s
    exit 0
}

@ get-abstract.awk #
/^ *abstract:.*$/ {
    s = $0
    sub(/[ \t]*abstract:[ \t]*/, "", s)
    sub(/[ \t]*$/, "", s)
    print s
    exit 0
}

至于 add-post.awk 脚本中的 post_path 可在 lmd 脚本中结合工作目录的路径进行构造。

向上级文章添加文章链接时，需要事先判定文章是否已在上级页面出现。find-post.awk 脚本用于解决该问题，其实现如下：

@ find-post.awk #
/\[[^\]]*\]\(.*\)/ {
    s = $0
    sub(/.*\[[ \t]*/, "", s)
    sub(/[ \t]*\].*/, "", s)
    if (s == title) {
        print "true"
        exit 0
    }
}

与 add-post.awk 脚本配合的 Bash 代码如下：

@ 函数：向上级文章添加文章链接 #
function lmd_add_post {
    if [ -e ../index.md ]; then
        local title=$(awk -f "$LMD_SELF_PATH/helper/get-title.awk" index.md)
        local date=$(awk -f "$LMD_SELF_PATH/helper/get-date.awk" index.md)
        local abstract=$(awk -f "$LMD_SELF_PATH/helper/get-abstract.awk" index.md)
        local exist=$(awk -v title="$title" \
                          -f "$LMD_SELF_PATH/helper/find-post.awk" ../index.md)
        if [ "$exist" != "true" ]; then
            awk -v title="$title" \
                -v date="$date" \
                -v abstract="$abstract" \
                -v post_path="$(basename $(pwd))/index.html" \
                -f "$LMD_SELF_PATH/helper/add-post.awk" \
                "$1" > "$2"
        fi
    fi
}
=> lmd 脚本

很多时候，需要文章带有写作日期的时间戳，但是当文章只用于存放下级文章的链接时，它不需要时间戳，所以下面的 Awk 脚本可以为文章增加时间戳，但是什么时机使用，由用户决定。该 Awk 脚本内容如下：

@ add-timestamp.awk #
BEGIN { RS = "\n\\.\\.\\.\n+" }
{
    if (NR == 1) {
        gsub(/\n[ \t]*date:[^\n]*/, "", $0)
        print $0
        if (date) print "date: " date
        print "...\n"
        RS = "\n"
    } else print $0
}

与 add-timestamp.awk 配合的 Bash 代码如下：

@ 函数：为文章增加时间戳 #
function lmd_add_timestamp {
    local date="$(date +'%m 月 %d 日')"
    awk -v date="$date" \
        -f "$LMD_SELF_PATH/helper/add-timestamp.awk" \
        index.md > .tmp_index.md
    mv .tmp_index.md index.md
}
=> lmd 脚本

网页

调用 pandoc，将文章转化为网页的 Bash 代码如下：

@ 函数：构建网页 #
function build_post {
    lmd_append_meta_data  "$1" "$2"
    local appearance_path="$(lmd_path_to_root)/appearance"
    if [ "$appearance_path" = "./appearance" ]; then
        pandoc "$2" --standalone \
            --css "$appearance_path/lmd.css" \
            --data-dir="$appearance_path/pandoc/data" \
            --template=homepage.template \
            -o "index.html"
    else
        pandoc "$2" --standalone --table-of-contents \
            --css "$appearance_path/lmd.css" \
            --data-dir="$appearance_path/pandoc/data" \
            --template=post.template \
            --mathjax=https://cdnbootcss.com/mathjax/3.2.2/es5/tex-mml-chtml.js \
            --highlight-style=pygments \
            -o "index.html"
    fi
    awk -f "$LMD_SELF_PATH/helper/delete-meta-data.awk" "$2" > index.md
}
=> lmd 脚本

以下代码可将当前文章转化为网页：

@ 函数：将文章转化为网页 #
function lmd_build_post {
    build_post index.md .tmp_index.md
    rm .tmp_index.md
}
=> lmd 脚本

若当前文章未在上级文章里出现，以下代码可将其路径添加到上级文章，并将其转化为网页：

@ 函数：将上级文章转化为网页 #
function lmd_build_upper_post {
    lmd_add_post ../index.md ../.tmp_0_index.md
    cd ..
    if [ -e .tmp_0_index.md ]; then
        build_post .tmp_0_index.md .tmp_index.md
        rm .tmp_0_index.md .tmp_index.md
    fi
}
=> lmd 脚本

删除文章

除删除文章目录之外，还要从上级文章里删除该文章的链接：

@ 函数：删除文章 #
function lmd_delete_post {
    local post=${1%/}
    local title=$(awk -f "$LMD_SELF_PATH/helper/get-title.awk" "$post/index.md")
    awk -v title="$title" \
        -f "$LMD_SELF_PATH/helper/delete-item.awk" \
        index.md > .tmp_index.md
    mv .tmp_index.md index.md
    lmd_build_post
    rm -rf "$post"
}
=> lmd 脚本

从上级文章里删除文章链接的 Awk 脚本如下：

@ delete-item.awk #
{
    if (match($0, /^\*[ \t]*\[[^\]]*\]\(.*\)/)) {
        s = $0
        sub(/^\*[ \t]*\[[ \t]*/, "", s)
        sub(/[ \t]*\].*$/, "", s)
        if (s != title) print $0
    } else print $0
}

lmd 脚本

@ lmd 脚本 #
# 确定脚本自身所在 -> LMD_SELF_PATH @
# 函数：获取当前目录到网站根目录的相对路径 @
# 函数：创建文章 @
# 函数：网站初始化 @
# 函数：向文件首部追加 category、lang 和 footer 字段 @
# 函数：从文件首部删除 category、lang 和 footer 字段 @
# 函数：为文章增加时间戳 @
# 函数：向上级文章添加文章链接 @
# 函数：构建网页 @
# 函数：将文章转化为网页 @
# 函数：将上级文章转化为网页 @
# 函数：删除文章 @
# 界面 @

@ 界面 #
case $1 in 
    init) lmd_init "${@:2}" ;;
    new) lmd_new_post "${@:2}" ;;
    delete) lmd_delete_post "${@:2}" ;;
    add)
        if [ "$2" = "timestamp" ]; then
            lmd_add_timestamp
        fi
        ;;
    build) lmd_build_post && lmd_build_upper_post ;;
    root) echo $(lmd_path_to_start) ;;
    tree)
        cd "$(lmd_path_to_root)"
        WORKS="$(basename $(pwd))"
        cd ../
        tree ${@:2} "$WORKS"
        ;;
    *) 
        echo "lmd: I do not understand you!"
        #exit -1
        ;;
esac
=> lmd 脚本

附录

pandoc 模板

网站首页模板：

@ homepage.template #
<!DOCTYPE html>
# pandoc 模板首部 @
$for(author-meta)$
  <meta name="author" content="$author-meta$" />
$endfor$
$if(date-meta)$
  <meta name="dcterms.date" content="$date-meta$" />
$endif$
$if(keywords)$
  <meta name="keywords" content="$for(keywords)$$keywords$$sep$, $endfor$" />
$endif$
$if(description-meta)$
  <meta name="description" content="$description-meta$" />
$endif$
  <title>$if(title-prefix)$$title-prefix$ – $endif$$pagetitle$</title>
  <style>
    $styles.html()$
  </style>
$for(css)$
  <link rel="stylesheet" href="$css$" />
$endfor$
$for(header-includes)$
  $header-includes$
$endfor$
$if(math)$
  $math$
$endif$
</head>
<body>
$for(include-before)$
$include-before$
$endfor$
$if(title)$
<header id="title-block-header">
<h1 class="home-title">$title$</h1>
</header>
$endif$
$if(subtitle)$
<p class="subtitle">$subtitle$</p>
$endif$
<hr />
$body$
$if(footer)$
<hr />
<div class="footer">$footer$</div>
$endif$
</body>
</html>

网站文章模板：

@ post.template #
<!DOCTYPE html>
# pandoc 模板首部 @
$for(author-meta)$
  <meta name="author" content="$author-meta$" />
$endfor$
$if(date-meta)$
  <meta name="dcterms.date" content="$date-meta$" />
$endif$
$if(keywords)$
  <meta name="keywords" content="$for(keywords)$$keywords$$sep$, $endfor$" />
$endif$
$if(description-meta)$
  <meta name="description" content="$description-meta$" />
$endif$
  <title>$if(title-prefix)$$title-prefix$ – $endif$$pagetitle$</title>
  <style>
    $styles.html()$
  </style>
$for(css)$
  <link rel="stylesheet" href="$css$" />
$endfor$
$for(header-includes)$
  $header-includes$
$endfor$
$if(math)$
  $math$
$endif$
</head>
<body>
$for(include-before)$
$include-before$
$endfor$
$if(category)$
<div class="category">
<a href="$category$">回上级页面</a>
</div>
$endif$
$if(title)$
<header id="title-block-header">
<h1 class="title">$title$</h1>
$if(subtitle)$
<p class="subtitle">$subtitle$</p>
$endif$
$if(date)$
<p class="date">$date$</p>
$endif$
</header>
$endif$
<hr />
$if(toc)$
<nav id="$idprefix$TOC" role="doc-toc">
$table-of-contents$
</nav>
$endif$
$body$
$if(footer)$
<hr />
<div class="footer">$footer$</div>
$endif$
</body>
</html>

上述两个模板引用了以下片段：

@ pandoc 模板首部 #
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" lang="$lang$" 
      xml:lang="$lang$"$if(dir)$ dir="$dir$"$endif$>
<head>
  <meta charset="utf-8" />
  <meta name="generator" content="pandoc" />
  <meta name="viewport" 
        content="width=device-width, initial-scale=1.0, user-scalable=yes" />
=> homepage.template
=> post.template

pandoc 的文档模板，除了 HTML 标记之外，还有一些变量，例如 $title$——表示文档标题，以及一些条件语句。若对 HTML 语言有所了解，上述文档模板的内容不难理解。pandoc 可将 Markdown 里的一些信息提取出来并转化为 HTML 文本，嵌入文档模板中由变量和条件语句构造的相应位置，从而形成具体的 HTML 文档。

样式表

@ lmd.css #
@media screen and (max-width:1024px) {
    #TOC {display: none;}
    body {max-width: 65% !important;}
}
@media screen and (max-width:720px) {
    body {max-width: 80% !important;}
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/* 列表 */
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/* 文章里小节标题的序号与标题名称之间的间距, 针对我写的生成文章目录的 m4 宏 */
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div.footer {text-align:center;}

参考

  1. 获取脚本自身路径
  2. 双引号的重要性
  3. Awk 小传
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