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编程问答

Graphviz-Gdot语言学习

發布時間：2024/9/5 编程问答 36 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Graphviz-Gdot语言学习小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

GVEdit這個繪圖軟件呢我也是剛接觸的，感覺畫起圖來還是很爽的。。。尤其很熟悉c++后很容易上手這門dot語言。

先看一下十分清新的編程界面：

沒有天下最邪惡的語法加亮，沒有縮進行。。。這又算什么！我們可是有編譯環境的，像這樣。。。

所以呢如果不是很習慣它的編程環境自己開一個c++就挺好的。。。（在線的很支持coding.net）

注意，這個編譯環境語法不是準確性語法，也就是說你輸入的無效字符會自動忽略而不是報一大堆錯。。。其實感覺上還是很爽呢！

當然了，一些關鍵性語法還是會報錯的啦。。。（比如像主函數不寫這樣的。。）

編譯命令是F5，生成命令是加上shift

好啦，熟悉了編譯環境后，讓我們開始Gdot之旅吧（好吧我管這門語言叫做Gdot）

基本語句

前面也提到了Gdot這門語言實在是一種非常簡單的描述性語言。如果有其他語言的一定基礎再看一兩個例子就能很輕松的上手。

我覺得似乎還是跟c比較像？（霧

首先，Gdot非強制面向對象（這不廢話嗎？怎么可能？），它有一個主函數像這樣：

digraph G{}

G是自己命名的，比如我還可以：

digraph HelloWolrd{}

我們在里面寫圖即可了。

首先讓我們畫一個a->b

digraph G{a->b; }

可以看到，只是a->b;這一條語句我們就畫出了一個a到b的流程圖。。。（這在畫圖里需要很久啊。。。。）

哦順便提一句：Gdot句尾是不需要分號的，作為一名c_er我很手賤。。。

事實上，如果一切按照默認設置，我們將畫出一個內容為a的橢圓形用黑色實線箭頭指向另一個內容為b的橢圓形，就是這樣。

似乎很簡單的樣子，我們畫一個自動機好了：

digraph G{s->s;s->a;s->b;s->c;a->a;b->c;c->d;d->d;a->e;e->d; }

恩恩還是很不錯的。順便提一句，Graphviz強大之處就在于它的隨機布局上面，面對大量的結構它可以做得很好看（而對于畫圖似乎只能靠人手？）

但是這樣看起來很單調對不對？不急，我們給它裝飾一下，比如顏色，請注意這個語法：

digraph G{s->s;s[color=blue];s->a;a[color=red];s->b;s->c;a->a;b->c;c->d;d->d;a->e;e->d; }

在對應變量的后面注上中括號[]可以叫做修飾語句，中括號內的語句起到修飾的作用。

對于上面那個例子，我們在s和a的修飾框內注上了顏色，它們的外框顏色就如愿以償了。

那我想要填充顏色呢？也好說：

digraph G{s->s;s[style="filled",fillcolor=green];s->a;a[style="filled"];s->b;s->c;a->a;b->c;c->d;d->d;a->e;e->d; }

語句似乎有了一些不同，注意到我們修飾了它的狀態：fill，意味著是填充狀態，也就是我們選中了它的填充面積。那么對于a，可以看到它的填充面積變成了灰色標出。而對于s，由于我們聲明了它的填充顏色fillcolor=green它就變成綠色的了。

對于框線的顏色修飾，我們可以這么寫：

digraph G{s->s;s[style="filled",fillcolor=green,color=blue];s->a;a[style="filled"];s->b;b[color=blue]s->c;a->a;b->c;c->d;d->d;a->e;e->d; }

在修飾框里只要寫上color=...就好了，注意到b的顏色變化，也就是說color是不需要狀態filled的，而fillcolor是需要狀態filled的，看下面的例子。

digraph G{a;b;a[style="filled",color=blue,fillcolor=purple];b[color=blue,fillcolor=purple]; }

狀態為filled的a獲得了fillcolor的命令，而b則沒有。

當然了，如果我們有好多個對象想要都賦成紅色我們還每個都加上修飾框嗎？當然不是了，我們有一個叫做全局修飾的神奇的東東：

digraph G{node[style="filled",fillcolor="red"];a;b;c; }

可以看到，當我們設置了一個全局修飾node后所有的點都設置成了同一個顏色。

當然了，如果要對其中的一個進行修改直接加修飾框覆蓋掉全局修飾即可：

digraph G{node[style="filled",fillcolor="red"];a;b;c;d[style="null",color=blue]; }

注意，一個style如果僅僅是想要覆蓋我想怎么編就怎么編，真的不一定是null。。。

當然了，沒有覆蓋到的則會保留原有的全局修飾：

digraph G{node[style="filled",fillcolor="red"];a;b;c;d[color=blue]; }

那么顏色大概就是這樣了，我們可以看一下它的形狀，都是橢圓形其實很丑的。。。。

?比如說呢，矩形？

digraph G{a[shape="box",style="filled",fillcolor="red"]; }

只要在修飾框中修飾shape=box就好了，似乎好簡單。。。（其實應該寫record的我懶。。。shape的默認值應該就是矩形）

當然了，我們還可以讓它變得奇怪一點：

digraph G{a[shape="record",style="dashed"]; }

style=dashed就修飾了它的框框變成虛的，但是貌似就不能再filled了。。。（當然了，虛框你怎么fill啊。。。）

不過呢我們還是可以修飾它的線的顏色的，像這樣：

digraph G{a[shape="record",style="dashed",color="purple"]; }

然后我突然發現我后面寫的東西都丟了媽呀，瞬間就不想再寫了= =（博客園的編輯器實在需要改進= =）

之后就是一些數據結構之類的東西了，感興趣可以看看這些大神的，寫的都比我好= =：

http://www.cnblogs.com/sld666666/archive/2010/06/25/1765510.html

http://www.cnblogs.com/CoolJie/archive/2012/07/17/graphviz.html

事實上graphviz的子圖以及結構師最重要的組成部分了，那我轉一點來彌補這個遺漏吧，以下【轉】：

子圖的繪制

graphviz支持子圖，即圖中的部分節點和邊相對對立(軟件的模塊劃分經常如此)。比如，我們可以將頂點c和d歸為一個子圖：

1: digraph abc{

2:?

3: node [shape="record"];

4: edge [style="dashed"];

5:?

6: a [style="filled", color="black", fillcolor="chartreuse"];

7: b;

8:?

9: subgraph cluster_cd{

10: label="c and d";

11: bgcolor="mintcream";

12: c;

13: d;

14: }

15:?

16: a -> b;

17: b -> d;

18: c -> d [color="red"];

19: }

將c和d劃分到cluster_cd這個子圖中，標簽為”c and d”,并添加背景色，以方便與主圖區分開，繪制結果如下：

應該注意的是，子圖的名稱必須以cluster開頭，否則graphviz無法設別。

數據結構的可視化

實際開發中，經常要用到的是對復雜數據結構的描述，graphviz提供完善的機制來繪制此類圖形。

一個hash表的數據結構

比如一個hash表的內容，可能具有下列結構：

1: struct st_hash_type {

2: int (*compare) ();

3: int (*hash) ();

4: };

5:?

6: struct st_table_entry {

7: unsigned int hash;

8: char *key;

9: char *record;

10: st_table_entry *next;

11: };

12:?

13: struct st_table {

14: struct st_hash_type *type;

15: int num_bins; /* slot count */

16: int num_entries; /* total number of entries */

17: struct st_table_entry **bins; /* slot */

18: };

繪制hash表的數據結構

從代碼上看，由于結構體存在引用關系，不夠清晰，如果層次較多，則很難以記住各個結構之間的關系，我們可以通過下圖來更清楚的展示：

腳本如下：

1: digraph st2{

2: fontname = "Verdana";

3: fontsize = 10;

4: rankdir=TB;

5:?

6: node [fontname = "Verdana", fontsize = 10, color="skyblue", shape="record"];

7:?

8: edge [fontname = "Verdana", fontsize = 10, color="crimson", style="solid"];

9:?

10: st_hash_type [label="{<head>st_hash_type|(*compare)|(*hash)}"];

11: st_table_entry [label="{<head>st_table_entry|hash|key|record|<next>next}"];

12: st_table [label="{st_table|<type>type|num_bins|num_entries|<bins>bins}"];

13:?

14: st_table:bins -> st_table_entry:head;

15: st_table:type -> st_hash_type:head;

16: st_table_entry:next -> st_table_entry:head [style="dashed", color="forestgreen"];

17: }

應該注意到，在頂點的形狀為”record”的時候，label屬性的語法比較奇怪，但是使用起來非常靈活。比如，用豎線”|”隔開的串會在繪制出來的節點中展現為一條分隔符。用”<>”括起來的串稱為錨點，當一個節點具有多個錨點的時候，這個特性會非常有用，比如節點st_table的type屬性指向st_hash_type，第4個屬性指向st_table_entry等，都是通過錨點來實現的。

我們發現，使用默認的dot布局后，綠色的這條邊覆蓋了數據結構st_table_entry，并不美觀，因此可以使用別的布局方式來重新布局，如使用circo算法：

則可以得到更加合理的布局結果。

hash表的實例

另外，這個hash表的一個實例如下：

腳本如下：

1: digraph st{

2:?

3: fontname = "Verdana";

4: fontsize = 10;

5: rankdir = LR;

6: rotate = 90;

7:?

8: node [ shape="record", width=.1, height=.1];

9: node [fontname = "Verdana", fontsize = 10, color="skyblue", shape="record"];

10:?

11: edge [fontname = "Verdana", fontsize = 10, color="crimson", style="solid"];

12: node [shape="plaintext"];

13:?

14: st_table [label=<

15: <table border="0" cellborder="1" cellspacing="0" align="left">

16: <tr>

17: <td>st_table</td>

18: </tr>

19: <tr>

20: <td>num_bins=5</td>

21: </tr>

22: <tr>

23: <td>num_entries=3</td>

24: </tr>

25: <tr>

26: <td port="bins">bins</td>

27: </tr>

28: </table>

29: >];

30:?

31: node [shape="record"];

32: num_bins [label=" <b1> | <b2> | <b3> | <b4> | <b5> ", height=2];

33: node[ width=2 ];

34:?

35: entry_1 [label="{<e>st_table_entry|<next>next}"];

36: entry_2 [label="{<e>st_table_entry|<next>null}"];

37: entry_3 [label="{<e>st_table_entry|<next>null}"];

38:?

39: st_table:bins -> num_bins:b1;

40: num_bins:b1 -> entry_1:e;

41: entry_1:next -> entry_2:e;

42: num_bins:b3 -> entry_3:e;

43:?

44: }

上例中可以看到，節點的label屬性支持類似于HTML語言中的TABLE形式的定義，通過行列的數目來定義節點的形狀，從而使得節點的組成更加靈活。

軟件模塊組成圖

Apache httpd模塊關系

IDPV2后臺的模塊組成關系

在實際的開發中，隨著系統功能的完善，軟件整體的結構會越來越復雜，通常開發人員會將軟件劃分為可理解的多個子模塊，各個子模塊通過協作，完成各種各樣的需求。

下面有個例子，是在IDPV2設計時的一個草稿：

IDP支持層為一個相對獨立的子系統，其中包括如數據庫管理器，配置信息管理器等模塊，另外為了提供更大的靈活性，將很多其他的模塊抽取出來作為外部模塊，而支持層提供一個模塊管理器，來負責加載/卸載這些外部的模塊集合。

這些模塊間的關系較為復雜，并且有部分模塊關系密切，應歸類為一個子系統中，上圖對應的dot腳本為：

1: digraph idp_modules{

2:?

3: rankdir = TB;

4: fontname = "Microsoft YaHei";

5: fontsize = 12;

6:?

7: node [ fontname = "Microsoft YaHei", fontsize = 12, shape = "record" ];

8: edge [ fontname = "Microsoft YaHei", fontsize = 12 ];

9:?

10: subgraph cluster_sl{

11: label="IDP支持層";

12: bgcolor="mintcream";

13: node [shape="Mrecord", color="skyblue", style="filled"];

14: network_mgr [label="網絡管理器"];

15: log_mgr [label="日志管理器"];

16: module_mgr [label="模塊管理器"];

17: conf_mgr [label="配置管理器"];

18: db_mgr [label="數據庫管理器"];

19: };

20:?

21: subgraph cluster_md{

22: label="可插拔模塊集";

23: bgcolor="lightcyan";

24: node [color="chartreuse2", style="filled"];

25: mod_dev [label="開發支持模塊"];

26: mod_dm [label="數據建模模塊"];

27: mod_dp [label="部署發布模塊"];

28: };

29:?

30: mod_dp -> mod_dev [label="依賴..."];

31: mod_dp -> mod_dm [label="依賴..."];

32: mod_dp -> module_mgr [label="安裝...", color="yellowgreen", arrowhead="none"];

33: mod_dev -> mod_dm [label="依賴..."];

34: mod_dev -> module_mgr [label="安裝...", color="yellowgreen", arrowhead="none"];

35: mod_dm -> module_mgr [label="安裝...", color="yellowgreen", arrowhead="none"];

36:?

37: }

38:?

狀態圖

有限自動機示意圖

上圖是一個簡易有限自動機，接受a及a結尾的任意長度的串。其腳本定義如下：

1: digraph automata_0 {

2:?

3: size = "8.5, 11";

4: fontname = "Microsoft YaHei";

5: fontsize = 10;

6:?

7: node [shape = circle, fontname = "Microsoft YaHei", fontsize = 10];

8: edge [fontname = "Microsoft YaHei", fontsize = 10];

9:?

10: 0 [ style = filled, color=lightgrey ];

11: 2 [ shape = doublecircle ];

12:?

13: 0 -> 2 [ label = "a " ];

14: 0 -> 1 [ label = "other " ];

15: 1 -> 2 [ label = "a " ];

16: 1 -> 1 [ label = "other " ];

17: 2 -> 2 [ label = "a " ];

18: 2 -> 1 [ label = "other " ];

19:?

20: "Machine: a" [ shape = plaintext ];

21: }

形狀值為plaintext的表示不用繪制邊框，僅展示純文本內容，這個在繪圖中，繪制指示性的文本時很有用，如上圖中的”Machine: a”。

OSGi中模塊的生命周期圖

OSGi中，模塊具有生命周期，從安裝到卸載，可能的狀態具有已安裝，已就緒，正在啟動，已啟動，正在停止，已卸載等。如下圖所示：

對應的腳本如下：

1: digraph module_lc{

2:?

3: rankdir=TB;

4: fontname = "Microsoft YaHei";

5: fontsize = 12;

6:?

7: node [fontname = "Microsoft YaHei", fontsize = 12, shape = "Mrecord", color="skyblue", style="filled"];

8: edge [fontname = "Microsoft YaHei", fontsize = 12, color="darkgreen" ];

9:?

10: installed [label="已安裝狀態"];

11: resolved [label="已就緒狀態"];

12: uninstalled [label="已卸載狀態"];

13: starting [label="正在啟動"];

14: active [label="已激活(運行)狀態"];

15: stopping [label="正在停止"];

16: start [label="", shape="circle", width=0.5, fixedsize=true, style="filled", color="black"];

17:?

18: start -> installed [label="安裝"];

19: installed -> uninstalled [label="卸載"];

20: installed -> resolved [label="準備"];

21: installed -> installed [label="更新"];

22: resolved -> installed [label="更新"];

23: resolved -> uninstalled [label="卸載"];

24: resolved -> starting [label="啟動"];

25: starting -> active [label=""];

26: active -> stopping [label="停止"];

27: stopping -> resolved [label=""];

28:?

29: }

其他實例

一棵簡單的抽象語法樹(AST)

表達式 (3+4)*5 在編譯時期，會形成一棵語法樹，一邊在計算時，先計算3+4的值，最后與5相乘。

對應的腳本如下：

1: digraph ast{

2: fontname = "Microsoft YaHei";

3: fontsize = 10;

4:?

5: node [shape = circle, fontname = "Microsoft YaHei", fontsize = 10];

6: edge [fontname = "Microsoft YaHei", fontsize = 10];

7: node [shape="plaintext"];

8:?

9: mul [label="mul(*)"];

10: add [label="add(+)"];

11:?

12: add -> 3

13: add -> 4;

14: mul -> add;

15: mul -> 5;

16: }

17:?

簡單的UML類圖

下面是一簡單的UML類圖，Dog和Cat都是Animal的子類，Dog和Cat同屬一個包，且有可能有聯系(0..n)。

腳本：

1: digraph G{

2:?

3: fontname = "Courier New"

4: fontsize = 10

5:?

6: node [ fontname = "Courier New", fontsize = 10, shape = "record" ];

7: edge [ fontname = "Courier New", fontsize = 10 ];

8:?

9: Animal [ label = "{Animal |+ name : Stringl+ age : intl|+ die() : voidl}" ];

10:?

11: subgraph clusterAnimalImpl{

12: bgcolor="yellow"

13: Dog [ label = "{Dog||+ bark() : voidl}" ];

14: Cat [ label = "{Cat||+ meow() : voidl}" ];

15: };

16:?

17: edge [ arrowhead = "empty" ];

18:?

19: Dog->Animal;

20: Cat->Animal;

21: Dog->Cat [arrowhead="none", label="0..*"];

22: }

狀態圖

腳本：

1: digraph finite_state_machine {

2:?

3: rankdir = LR;

4: size = "8,5"

5:?

6: node [shape = doublecircle];

7:?

8: LR_0 LR_3 LR_4 LR_8;

9:?

10: node [shape = circle];

11:?

12: LR_0 -> LR_2 [ label = "SS(B)" ];

13: LR_0 -> LR_1 [ label = "SS(S)" ];

14: LR_1 -> LR_3 [ label = "S($end)" ];

15: LR_2 -> LR_6 [ label = "SS(b)" ];

16: LR_2 -> LR_5 [ label = "SS(a)" ];

17: LR_2 -> LR_4 [ label = "S(A)" ];

18: LR_5 -> LR_7 [ label = "S(b)" ];

19: LR_5 -> LR_5 [ label = "S(a)" ];

20: LR_6 -> LR_6 [ label = "S(b)" ];

21: LR_6 -> LR_5 [ label = "S(a)" ];

22: LR_7 -> LR_8 [ label = "S(b)" ];

23: LR_7 -> LR_5 [ label = "S(a)" ];

24: LR_8 -> LR_6 [ label = "S(b)" ];

25: LR_8 -> LR_5 [ label = "S(a)" ];

26:?

27: }

附錄

事實上，從dot的語法及上述的示例中，很容易看出，dot腳本很容易被其他語言生成。比如，使用一些簡單的數據庫查詢就可以生成數據庫中的ER圖的dot腳本。

如果你追求高效的開發速度，并希望快速的將自己的想法畫出來，那么graphviz是一個很不錯的選擇。

當然，graphviz也有一定的局限，比如繪制時序圖(序列圖)就很難實現。graphviz的節點出現在畫布上的位置事實上是不確定的，依賴于所使用的布局算法，而不是在腳本中出現的位置，這可能使剛開始接觸graphviz的開發人員有點不適應。graphviz的強項在于自動布局，當圖中的頂點和邊的數目變得很多的時候，才能很好的體會這一特性的好處：

比如上圖，或者較上圖更復雜的圖，如果采用手工繪制顯然是不可能的，只能通過graphviz提供的自動布局引擎來完成。如果僅用于展示模塊間的關系，子模塊與子模塊間通信的方式，模塊的邏輯位置等，graphviz完全可以勝任，但是如果圖中對象的物理位置必須是準確的，如節點A必須位于左上角，節點B必須與A相鄰等特性，使用graphviz則很難做到。畢竟，它的強項是自動布局，事實上，所有的節點對與布局引擎而言，權重在初始時都是相同的，只是在渲染之后，節點的大小，形狀等特性才會影響權重。

本文只是初步介紹了graphviz的簡單應用，如圖的定義，頂點/邊的屬性定義，如果運行等，事實上還有很多的屬性，如畫布的大小，字體的選擇，顏色列表等，大家可以通過graphviz的官網來找到更詳細的資料。

graphviz真的是一個很好用的東西，希望大家喜歡。

轉載于:https://www.cnblogs.com/chxer/p/4561629.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Graphviz-Gdot语言学习的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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