作图神器Graphviz——学习数据结构的好帮手

Graphviz

1. 基本语法
- 补充
2. 编译运行
3. 一些例子
- 3.1 一个简单的二叉树

官网下载好对应系统的版本并安装，在terminal中输入 dot -version可以检查安装是否成功。若未出现相应的版本信息，可以考虑配置环境变量或者重新安装。

1. 基本语法

和C语言一样，Graphviz也有一些关键字，不能作为自定义变量，以下是几个基本的关键字：

graph：定义无向图，描述为a--b

digraph：定义有向图，描述为a->b

subgraph：定义子图，子图可以单独用框框出

strict ：禁止了多条线的创建，有向图中，从一个节点指向另一个节点的线只能由一条；无向图中，两个节点中只能有一条线连接。例如：有向图带有strict和不带strict的区别：

[strict]digraph { a -> ba -> bb -> a [color=red]b -> a [color=red]
}

一个整体的代码结构，下面只列举一些常用的属性，需要使用更多属性可以查看官网相关文档：

[strict](graph | digraph)[ID]
{/* 声明一些图的属性 [Attributes]  每条语句结尾可以用;相隔，也可省略不写*/layout=neato # 定义作图的引擎，可以改变node的组合形式，可选：dot、neato、 fdp、 patchwork   rankdir= "RL" # 定义箭头的指向，可选"LR" 、“BT”(Botton->top)、"TB"labeljust=l   #调整label位置，左(l) 中(c) 右(r)graph [class="ClassA"] # 定义分类bgcolor=lightgray  # 图背景颜色color="yellow" # 框颜色    node [shape=record,color = red,fillcolor=yellow, style="rounded,filled"] #定义node的全局属性# shape定义node形状；style定义node的属性：filled(填充)、rounded(圆角)edge [style = dotted,weight=8,color=red] # 定义edge的全局属性# style定义线的类型，可选：dotted(虚线)，bold(加粗)，invis(隐藏)# weight定义线宽;color定义线的颜色subgraph cluster  # 定义子图{/*[Attributes], 子图的属性可以参考以上关于图的属性*/# 除了node和edge定义的全局属性，还可以在语句后加[]特化某个node或者edgeNodeA [label="{ a | b | c }"] # 多个label可以用 | 分隔NodeB [label="<f0> one|<f1> two"] # f0 f2 f3...分别表示了一个node中的不同位置。# 一个节点也可以指向多个节点：A -- {B;C} # 等价于 A -- B A -- C# 无向图# NodeA -- NodeB [style = dotted,label="It is an edge"] #有向图# NodeA -> NodeB [dir=forward] # 可选back、both、none定义箭头的指向。# NodeA -> NodeB [arrowhead = diamond] # 定义箭头的样式。15:f0:n->7:f1:se; # 选项： [(n | ne | e | se | s | sw | w | nw | c | _)]}
}

以下属性可以作用于graph、subgraph、edge、node：

label="It is a graph" # 自定义标签
fontname="Comic Sans MS" # 设置字体，默认为"Times-Roman"
fontsize="40" # 设置字体大小
fontcolor = red # 设置字体颜色

补充

Node (shape):
Edge Arrowhead (type)
Color

2. 编译运行

一个在线查看结果的网址

（不推荐）可以直接在命令行中输入代码，软件会在当前文件夹下生成图片。基本思路就是利用管道编译并将结果重定向或者输出。缺点就是如果做复杂的图，要输入的命令很长，也不容易debug。

echo 'graph { a -- b }' | dot -Tpng -o out.png

可以在当前文件夹下新建.dot结尾的文本文件test.dot，然后在文件中编辑

graph { a -- b }

然后在命令行输入：

dot -Tpng test.dot -o test.png #小写o
dot -Tpng test.dot > test.png  #重定向形式
dot -Tpng -O test.dot #若不指定生成的文件，可使用大写O，会根据-T自动生成相应后缀文件# 其他：
dot -? #查看其他选项

Graphviz可以生成多种文件格式，具体可以查看文档。

若觉得在命令行输入命令太麻烦，可以编写makefile。例如：

test.png:test.dotdot -Tpng -O $^.PHONY:clean
clean:rm -f *.png

当然在Windows中可以使用一些IDE，vscode或者Sublime；以Subline为例，简单配置一下，按键Ctrl + B就可以方便输出了。

3. 一些例子

3.1 一个简单的二叉树

digraph BinaryTree  {a -> ba -> cb -> dd [label="null"];node1[shape=point, style=invis]b -> node1[weight=10, style=invis]b -> ec -> fnode2[shape=point, style=invis]c -> node2[weight=10, style=invis]c -> gg [label="null"];e -> hh [label="null"];node3[shape=point, style=invis]e -> node3[weight=10, style=invis]e -> ii [label="null"];f -> kk [label="null"];node4[shape=point, style=invis]f -> node4[weight=10, style=invis]f -> jj [label="null"];
}