dot绘图

2017-01-16

在用python实现决策树算法的时候发现可以利用dot和graphviz来可视化生成的决策树如下图，于是了解了下dot。

DOT语言是一种文本图形描述语言。它提供了一种简单的描述图形的方法，并且可以为人类和计算机程序所理解。

例如上图只需如下几行简单的文本：

digraph G {
    a -> b -> c;
    a -> d;
    a -> e;
    c -> f;
    c -> g;
    d -> f;
    a -> g;
    c -> h;
}

然后利用graphviz软件将dot文件转化为png、pdf、gif等目标文件就可以可视化图片了。

1	dot -Tpng file.dot -o file.png

简单用法

有向图

graph graphname {
    a -- b -- c;
    b -- d;
}

无向图

graph graphname {
    a -> b -> c;
    b -> d;
}

属性
DOT语言中，可以对节点和边添加不同的属性。这些属性可以控制节点和边的显示样式，例如颜色，形状和线形。可以在语句和句尾的分号间放置一对方括号，并在其中中放置一个或多个属性-值对。多个属性可以被逗号和空格（,）。节点的属性被放置在只包含节点名称的表达式后。

graph graphname {
    // label属性可以改变节点的显示名称
    a [label="Foo"];
    // 节点形状被改变了
    b [shape=box];
    // a-b边和b-c边有相同的属性
    a -- b -- c [color=blue];
    b -- d [style=dotted];
}

注释
DOT语言支持C语言与C++风格的单行与多行注释。另外，也支持Shell脚本风格的以#开头的注释。
子图
使用subgraph定义子流程图；

常用属性

对于各种结构的通用的属性如下：

属性名称	默认值	含义
color	black	颜色
colorscheme	X11	颜色描述
fontcolor	black	文字颜色
fontname	Times-Roman	字体
fontsize	14	文字大小
label		显示的标签，对于节点默认为节点名称
penwidth	1.0	线条宽度
style	1.0	样式
weight	1.0	重要性

常用边属性如下：

属性名称	默认值	含义
arrowhead	normal	箭头头部形状
arrowsize	1.0	箭头大小
arrowtail	normal	箭头尾部形状
constraint	true	是否根据边来影响节点的排序
decorate		用一条线来连接edge和label
dir	forward	设置方向：forward,back,both,none
headclip	true	是否到边界为止
tailclip	true	与headclip类似

常用节点属性如下：

属性名称	默认值	含义
shape	ellipse	形状
sides	4	当shape=polygon时的边数
fillcolor	lightgrey/black	填充颜色
fixedsize	false	标签是否影响节点的大小

常用图属性如下：

属性名称	默认值	含义
bgcolor		背景颜色
concentrate	false	让多条边有公共部分
nodesep	.25	节点之间的间隔（英寸）
peripheries	1	边界数
rank		same,min,source, max,sink，设置多个节点顺序
rankdir	TB	排序方向
ranksep	.75	间隔
size		图的大小（英寸）

高级用法

使用record的label属性生成表格
用一对双引号+一对花括号包含起来的就是表格内容，不同的格子之间用符号 | 隔开，尖括号里的内容表示一个锚点，如下图。

对应代码：

digraph structs {
    node [shape=record];
    struct1 [shape=record,label="<f0> left|<f1> mid\ dle|<f2> right"];
    struct2 [shape=record,label="<f0> one|<f1> two"];
    struct3 [shape=record,label="hello\nworld |{ b |{c|<here> d|e}| f}| g | h"];
    struct1 -> struct2;
    struct1 -> struct3;
}

label支持HTML格式
表格锚点的应用
cell的锚点可以让使用者在cell之间画线。引用cell的锚点的语法为：
table: anchor_name

示例代码：

digraph example2 {
    node [shape = record];
    table1 [label = "{<head>cell1 | cell2 | cell3}"];
    table2 [label = "{<head>cell1 | cell2}"];
    table1: head -> table2: head;
}

总结

graphviz的节点出现在画布上的位置事实上是不确定的，依赖于所使用的布局算法，而不是在脚本中出现的位置，这可能使刚开始接触graphviz的开发人员有点不适应。graphviz的强项在于自动布局，当图中的顶点和边的数目变得很多的时候，才能很好的体会这一特性的好处。