使用Graphviz绘图

之前在电脑上绘图一直都是用visio或是各种在线的绘图网站，我个人觉得使用visio是一件很繁琐的事情。这学期有几节课需要绘图，我就又开始了对绘图方式的寻找。前几天偶然在网上发现了使用dot语言配合Graphviz绘图的方案，这种方案十分简洁明了。今天来介绍一下用Graphviz画图的方法。

dot语言

dot语言是一门专为绘图设计的语言。

• 关键字

  dot语言的关键字有node、edge、graph、digraph、subgraph和strict。

  node：定义节点； edge：定义边；graph：定义无向图；digraph：定义有向图；subgraph：子图，继承父图属性：strict：防止相同两个节点之间重复连线

• ID

  ID是我们自己定义的字符串，主要用于给图和节点命名。

  • 命名规则

    Any string of alphabetic ([a-zA-Z\200-\377]) characters, underscores ('_') or digits ([0-9]), not beginning with a digit;

    a numeral [-]?(.[0-9]+ | [0-9]+(.[0-9]*)? );

    any double-quoted string (“…”) possibly containing escaped quotes (")1;

    an HTML string (<…>).

    不由数字开头的字符串；纯数字；双引号包裹的字符串，引号需要\转义；尖括号包裹的HTML串。

  • 使用

    我们可以通过一个例子来了解ID的使用方式：

    graph yourID{
        ……
    }

    通常画简单图时图名可以省略。

• 结构声明

  1. 图

     graph {
         ……
     }
     
     //有向图
     digraph {
        	……
     }

  2. 节点

     节点可以不经过声明直接使用。

     也可以提前声明从而给节点定义属性，如下例:

     digraph {
         a, b [color=blue]
         a->b;
     }

  3. 连线

     有向图使用->连线，无向图使用--连线。

安装Graphviz

Graphviz是由AT&T实验室发布的基于DOT语言脚本的自动绘图软件。它使用dot作为脚本语言，再用布局引擎解析dot脚本，并且自动布局生成设定格式图片。

第一种安装方式是在官网下载安装包，但在mac环境下，我推荐使用brew方式安装，在终端输入brew install graphviz即可。

使用Graphviz绘制第一个图

使用sublime text或者其他编辑器创建一个.dot后缀的文件，写入以下内容：

digraph {
    a->b;
    a->c;
    b->c;
}

在命令行中执行dot -T png treeTest.dot -o treeTest.png，就能得到一个三条边的有向图treeTest.png如下：

命令行中 -T png是指定输出格式为png，也可以指定为svg、gif、pdf等格式。

节点属性

• 设置节点属性

  1. 全局设置

     全局属性适用于一个图中的所有节点，用以下格式来全局设置节点属性：

     graph {
         node [属性1=值1，属性2=值2 ...];
         
         ......
     }

  2. 部分设置

     当我们只想用设置图中一部分节点属性时，就应当使用局部属性设置：

     graph {
         //只设置node1节点
         node1[属性1=值1，属性2=值2...]
         //同时设置node2和node3节点
         node2, node3[属性1=值1，属性2=值2...]
         
         ......
     }

• 常用属性

  我们可以通过一个例子来看一下节点的一些常用属性：

  digraph node_intro {
      node [fontname="Microsoft Yahei"];
  	
      shape1 [shape=box, label="蓝色边框矩形 ", color=blue, fontsize=12];
      shape2 [shape=circle, label="红色填充圆形 ", style=filled, fillcolor=red];
      shape3 [shape=doublecircle, label="双圈圆形", fontsize=24];
      shape4 [shape=ellipse, label="红色字体椭圆 ", fontcolor=red];
      shape5 [shape=polygon, sides=4, skew=0.4, label="平行四边形 "];
      shape6 [shape=diamond, label="菱形 "];
      shape7 [shape=record, label="{记录1|记录2|记录3}"];
      shape8 [shape=none, label="无边框 "];
      shape1:s -> shape2 -> shape3 -> shape4 -> shape5 -> shape6 -> shape7 -> shape8;
  }

  绘制结果如下：

边属性

同样用一个例子来了解边的常用属性：

digraph edge_intro {
    style0, style1, style2, style3, style4 [label=""];

    style0 -> style1 [style=solid, label="双向箭头蓝色实线 ", dir=both,  color=blue];
    style1 -> style2 [style=bold, label="方块粗线 ", arrowhead=box];
    style2 -> style3 [style=dashed, label="短划线 "];
    style3 -> style4 [style=dotted, label="虚线 "];
}

绘制结果如下：

更多的属性可以去看官方文档图形部分和箭头形状部分。

结语

关于dot配合Graphviz绘图的内容就先介绍到这里啦。