绘图工具Graphviz学习使用

起因

最近完成了研究生毕业设计，在写毕业论文时，老师曾经推荐使用代码来画相关的图，当时时间有些紧，所以没有这样做。最近在看 rapidjson 的文档，看到 miloyip 文档中的图都是用 dot 文件的源代码编译出来的，一查，原来是 graphviz 的源代码。遂用了半天简单学习了下 graphviz 的语法和使用，感觉很不错，以后画图有了一个不错的工具。

graphviz 是一个运用广泛的命令行绘图软体，不过说是绘图软体，它能绘的图并不是一般人想像中的漫画或logo，而是数学意义上的 graph ，比较通俗的说法就是「关系图」。

安装

graphviz 支持 Windows、Mac OS X、FreeBSD、Solaris、Linux 等多种系统

• Ubuntu或Debian下安装很简单：

    sudo apt-get install graphviz
  

• Mac下使用 brew

    brew install graphviz
  

• Windows 下参考 http://www.graphviz.org/Download_windows.php

入门使用

1. 编写以 dot 为后缀的源代码文件，如：

// hello.dot digraph {

    	hello -> world;
}

2. 使用 dot 命令编译，如

dot hello.dot -T png -o hello.png

完整的命令为:

＜cmd＞ ＜inputfile＞ -T ＜format＞ -o ＜outputfile＞

其中graphviz 的 ＜cmd＞ 有好几种，每种使用方法都完全相同，差别只在于渲染出来的图片效果不一样。 man 中的简介是这样的：

可以透过 man ＜cmd＞ 取得进一步说明。但还是亲自用用比较容易理解。在本文中，凡没有说明的图，预设都是以 dot 渲染出来的。

3. 查看效果

效果如下：

语法介绍

graphviz使用dot语法来说明，其它语法可以用形式化的描述如下：

graph         = [strict] (digraph | graph) id ’{’ stmt-list ’}’
stmt-list     = [stmt [’;’] [stmt-list ] ]
stmt          = attr-stmt | node-stmt | edge-stmt | subgraph | id ’=’ id 
attr-stmt     = (graph | node | edge) attr-list
attr-list     = ’[’ [a-list ] ’]’ [attr-list] 
a-list        = id ’=’ id [’,’] [a-list] 
node-stmt     = node-id [attr-list]
node-id       = id [port]
port          = port-location [port-angle] | port-angle [port-location] 
port-location = ’:’ id|’:’ ’(’id’,’id’)’
port-angle    = ’@’ id
edge-stmt     = (node-id | subgraph) edgeRHS [attr-list]
edgeRHS       = edgeop (node-id | subgraph) [edgeRHS]
subgraph      = [subgraph id] ’{’ stmt-list ’}’ | subgraph id

graphviz 有两种图，一种是无向图 graph ，边用 -- 连接，一种是有向图 digraph ，边用 -> 连接，这个可以很简单的实践。

具体的图说明内容包含属性(attr)、节点(node)、边(edge)和子图(subgraph)说明。

节点属性如下 ：

边属性如下：

图属性如下：

实例

介绍了上面的语法，实际使用的时候就是学习几个详细的例子，下面是一个二叉树代码：

digraph g {
    node [shape = record,height=.1];
    node0[label = "<f0> |<f1> G|<f2> "];
    node1[label = "<f0> |<f1> E|<f2> "];
    node2[label = "<f0> |<f1> B|<f2> "];
    node3[label = "<f0> |<f1> F|<f2> "];
    node4[label = "<f0> |<f1> R|<f2> "];
    node5[label = "<f0> |<f1> H|<f2> "];
    node6[label = "<f0> |<f1> Y|<f2> "];
    node7[label = "<f0> |<f1> A|<f2> "];
    node8[label = "<f0> |<f1> C|<f2> "];
    "node0":f2 -> "node4":f1;
    "node0":f0 -> "node1":f1;
    "node1":f0 -> "node2":f1;
    "node1":f2 -> "node3":f1;
    "node2":f2 -> "node8":f1;
    "node2":f0 -> "node7":f1;
    "node4":f2 -> "node6":f1;
    "node4":f0 -> "node5":f1;
}

效果如下：

python调用

除了可以使用 dot 文件编写图形外，也可以使用python编写相关的代码，生成图形文件，

安装方法：

pip install pygraphviz

引用 PyGraphviz ：

import pygraphviz as pgv

初始化图类：

G=pgv.AGraph()

增加结点和边：

G.add_node('a') # adds node 'a'
G.add_edge('b','c') # adds edge 'b'-'c' (and also nodes 'b', 'c')

设置属性：

G.graph_attr['label']='test graphf'
G.node_attr['shape']='circle'
G.edge_attr['color']='red'

设置输出的格式：

G.layout() # default to neato
G.layout(prog='dot') # use do

输出到文件：

G.draw('file.png')  # write previously positioned graph to PNG file
G.draw('file.ps',prog='circo') # use circo to position, write PS file

效果：

参考

• dotguide
• Graphviz的使用及中文乱码问题解决 http://www.linuxidc.com/Linux/2016-05/131050.htm
• rapidjson
• PyGraphviz tutorial

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