50 排版「多个对齐位点」带标号公式的最佳实践？

用 tikz 的 matrix 模块给一种方法（在这种情况下它并非是最优解）

\documentclass{article}
\usepackage{amsmath,tikz}
\usetikzlibrary{matrix}

\begin{document}

\begin{equation}
  \begin{tikzpicture}[baseline=(current bounding box.center)]
    \matrix [matrix of math nodes, nodes={anchor=east},]{
      \frac{1}{\sqrt{2}}y_1  & -                  & \frac{1}{\sqrt{2}}y_2  &         & = & f_1\\
      \frac{1}{\sqrt{2}}y_1  & +                  & \frac{1}{\sqrt{2}}y_2  &         & = & f_2\\
                             & \textcolor{red}{+} & \frac{1}{\sqrt{2}}y_2  & + \,y_3 & = & f_3\\
                             & \textcolor{red}{+} & -\frac{1}{\sqrt{2}}y_2 &         & = & f_4\\
      \frac{1}{\sqrt{2}}y_1  &                    &                        & - \,y_3 & = & f_5\\
      -\frac{1}{\sqrt{2}}y_1 &                    &                        &         & = & f_6\\
    };
  \end{tikzpicture}
\end{equation}

\begin{equation}
  a + b =c
\end{equation}

\end{document}

结果如下

其中 [baseline=(current bounding box.center)] 是为了使 matrix 的公式编号垂直居中。

以上使用的是 equation 环境的自动编号，如果想使用手动编号，只需在 tikzpicture 环境后添加\tag{...}.

该方法对于公式中不同行列等间距输出的情况不是最优解，而对于行列不等间距的情况是比较方便的（因为 matrix 模块可以轻松指定 row sep, column sep 或者在 & 和 \\后添加增量距离来实现改变行列间距）。

仅仅使用 tabular 来实现, 大概是下面这样:

\documentclass{article}
\usepackage{xcolor}
\usepackage{lipsum}


\begin{document}
\lipsum[1][1-3]
\begin{equation}
\def\arraystretch{1.7}
\addtolength{\tabcolsep}{-3pt}
\begin{tabular}{rlrllll}
  $\frac{1}{\sqrt{2}}y_1$   & $-$                  & $\frac{1}{\sqrt{2}}y_2 $ &     &       & = & $f_1$\\
  $\frac{1}{\sqrt{2}}y_1$   & $+$                  & $\frac{1}{\sqrt{2}}y_2 $ &     &       & = & $f_2$\\
                            & $\textcolor{red}{+}$ & $\frac{1}{\sqrt{2}}y_2 $ & $+$ & $y_3$ & = & $f_3$\\
                            & $\textcolor{red}{+}$ & $-\frac{1}{\sqrt{2}}y_2$ &     &       & = & $f_4$\\
  $\frac{1}{\sqrt{2}}y_1$   &                      &                          & $-$ & $y_3$ & = & $f_5$\\
  $-\frac{1}{\sqrt{2}}y_1$  &                      &                          &     &       & = & $f_6$\\
\end{tabular}
\end{equation}
\lipsum[1][4-6]
\end{document}

用 tabular 比 align 之类的直观一点, 就是会多打一些 $；如果想少打一些 &, $ 之类的符号，可以手搓一个表格数据解析的函数，但是感觉没必要（去用 tabularray 就好了）。