浅谈OI中的画图利器——Graphviz入门
zhylj
2018-08-14 16:06:56
## 浅谈$\rm OI$中的画图利器——$\rm Graphviz$入门
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### 那是什么？
在写题解/博客时，我们有可能遇到需要画有向/无向图、流程图等等，$\rm Windows$自带的画图又不能满足我们的需求，我们就可以用到$\rm Graphviz$来画图。
$\rm DOT$：是一个纯文本图像描述语言。
$\rm Graphviz$：是一个开源的软件，其中包含$\rm DOT$
### 如何下载&安装？
进入[http://www.graphviz.org/download/](http://www.graphviz.org/download/)
$\rm Ubuntu$用户下载$\rm Ubuntu\ packages$
$\rm Windows$用户下载$\rm Stable\ 2.38\ Windows\ install\ packages \rightarrow \text{graphviz-2.38.zip}$
$\rm Windows$用户下载之后需要配置环境变量，以下以$\rm Windows\ 10$为例，
首先，点击“此电脑”->“属性”
弹出来的窗口左侧“高级系统设置”->“环境变量(N)...”
上方“xxx的用户变量”->“$\rm Path$”->“编辑(E)...”
接下来分两种情况：
第一种：在弹出窗口内“变量值”后加上“你的解压后的目录\release\bin;”（注意分号）
第二种：在弹出窗口内点击“新建”，然后输入“你的解压后的目录\release\bin”然后确定。
然后，一路点确定下来即可。
如何验证是否完成？
打开命令行（win+R，输入cmd然后回车/shift+右键->在此处打开命令窗口/Linux 终端）输入
```
dot -version
```
如果没有报错，那么你设置完成
### 如何使用？
（以下操作在$\rm Ubuntu\ 16.04\ LTS$中进行，其他操作系统没有太大差别。
建立一个文件$\rm xxx.dot$。
使用纯文本编辑器（如记事本/notepad++/vim/gedit等）编辑。
我们有一个例子来测试它：
```
digraph example{
node[shape=box]
a->b;
b->c;
}
```
（这里，我们使用vim做示范，其它编辑器同理）
在同样目录下，打开命令行（或使用```cd```命令），输入
```
dot test.dot -T png -o test.png
```
则会在目录下生成一个文件test.png
### 怎么写$\rm DOT$？（DOT入门）
#### 无向图
无向图的格式如下：
```
graph 名字（随意）{
无向图的内容
}
```
无向图使用```a--b```的形式来描述边，$\rm dot$会帮你自动调整每个节点的位置。
例如：
```
graph example{
a--b;
a--c;
b--c;
}
```
效果：
如果边数太多，我们还可以使用```a->{b;c;d;e}```的方式来描述很多条边，比如：
```
graph example{
a--{b;c;d;e;f;g;h;i};
}
```
效果：
如果你还需要不同的形状/颜色，你可以参考以下的例子：
```
graph example{
a--b[color=red;label="233"];
a--c[label="2333"];
b--{d;e};
b[shape=box];
}
```
效果：
即边、点后面可以加```[color=xxx]```表示颜色
```[label="xxx"]```表示边权
```[shape=xxx]```表示形状
常用的形状（点）有：
```box,oval,circle,point,egg,triangle,square,record```等，可以到网上去找，这里不一一枚举。
还有一点，若所有的边或点都需要设置，可以使用
```
edge[xxx]
node[xxx]
```
的方式，比如：
```
graph example{
edge[color=red];
node[shape=box];
a--b;
b--c;
}
```
效果：
#### 有向图
有向图的格式和无向图基本一样：
```
digraph 名字（随意）{
图
}
```
其中边使用```a->b```描述，比如：
```
digraph example{
node[shape=circle];
root[shape=box];
root->{b;e};
b->{c;d};
}
```
效果：
#### 进阶&实例
如何指定边射出的方向？
我们通过具体例子来说明：
```
digraph example{
a0:w->b0;//其中w意思是west，支持w,e,n,s,sw,se,nw,ne
a1:e->b1;
a2:n->b2;
a3:s->b3;
a4:nw->b4;
a5:ne->b5;
a6:sw->b6;
a7:se->b7;
}
```
如何让修改图片的朝向？
我们把上面的例子做些修改，添加一句```rankdir = LR;```
```
digraph example{
rankdir = LR;
a0:w->b0;//其中w意思是west，支持w,e,n,s,sw,se,nw,ne
a1:e->b1;
a2:n->b2;
a3:s->b3;
a4:nw->b4;
a5:ne->b5;
a6:sw->b6;
a7:se->b7;
}
```
效果：
想要”结构体“的效果？
我们以一个链表的例子来理解：
```
digraph example{
rankdir = LR; //让图片横过来
node[shape = record]//record形状是专门用来做类似”结构体“的东西的
a[label = "{A|}"];//每个的'|'都是一列
b[label = "{B|}"];
c[label = "{C|}"];
d[label = "{D|NULL}"];
a->b:w;
b->c:w;
c->d:w;
}
```
效果：
我们通过几个例子来熟悉```record```
```
digraph example{
a[shape = record; label = "A|B|C|D"];
}
```
效果：
```
digraph example{
a[shape = record; label = "{A|B|C|D}"];
}
```
效果：
（注意：```rankdir = LR;```也会影响方向）
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### 后记
$\rm Graphviz$的功能还有很多，网上也有许多详细的教程，这边只选取一些常用功能进行介绍，再加上本人的水平还很低，所以出错是难免的，希望大家谅解。