Graphviz以及DOT语言介绍

概述

Graphviz 是一个开源的图形可视化工具集，由 AT&T 实验室开发。它通过一种称为 DOT的文本描述语言来定义图形，并自动生成图形布局。**Graphviz** 主要用于绘制有向图和无向图，广泛应用于软件工程、网络拓扑、数据可视化、知识图谱等领域。

DOT语言

DOT 是 Graphviz 的图形描述语言，用于定义节点、边和图的属性。

基本结构

• 有向图示例：

  /* 这是一个有向图示例
  下边定义了三个节点三条边 */
  digraph G {
      rankdir=LR; // 设置图的布局方向
      A -> B;
      B -> C;
      C -> A;
  }

  

  这段代码定义了一个简单的有向图，包含三个节点（A、B、C）和三条边。

• 无向图示例

  graph G {
      rankdir=LR; // 设置图的布局方向
      A -- B;
      B -- C;
      C -- A;
  }

节点定义

• 隐式定义：直接在边中引用节点，Graphviz 会自动创建节点。

  digraph G {
      A -> B;
  }

• 显式定义：单独定义节点，并可以设置属性。

  digraph G {
      A [label="Node A", shape=box, color=blue];
      B [label="Node B", shape=circle, color=red];
      A -> B;
  }

常用节点属性

属性	描述	示例值
label	节点的显示文本	label="Node A"
shape	节点的形状	shape=box, circle
color	节点的颜色	color=blue, #FF0000
style	节点的样式	style=filled, dashed
width	节点的宽度	width=1.0
height	节点的高度	height=0.5
fontname	字体名称	fontname="Arial"
fontsize	字体大小	fontsize=14

边

边用于连接节点，可以是有向的（->）或无向的（--）。边也可以设置属性。

digraph G {
    A -> B [label="Edge 1", color=red];
    B -> C [label="Edge 2", style=dashed];
}

常用图属性

属性	描述	示例值
rankdir	图的布局方向	rankdir=LR, TB
bgcolor	图的背景颜色	bgcolor=lightgray
fontname	图的默认字体	fontname="Arial"
fontsize	图的默认字体大小	fontsize=14
layout	指定布局引擎	layout=dot, neato

图属性

digraph G {
    rankdir=LR; // 设置图的布局方向
    bgcolor=lightgray; // 设置图的背景颜色
    A -> B;
    B -> C;
}

常用图属性

属性	描述	示例值
rankdir	图的布局方向	rankdir=LR, TB, BT, RL
bgcolor	图的背景颜色	bgcolor=lightgray
fontname	图的默认字体	fontname="Arial"
fontsize	图的默认字体大小	fontsize=14
layout	指定布局引擎	layout=dot, neato

子图

digraph G {
    rankdir=LR;
    fontname="Arial";
    fontsize=12;

    subgraph cluster_A {
        label="Subgraph A";
        A [label="Node A", shape=box, color=blue];
        B [label="Node B", shape=circle, color=red];
        A -> B [label="Edge 1", color=green];
    }

    subgraph cluster_B {
        label="Subgraph B";
        X [label="Node X", shape=ellipse, color=purple];
        Y [label="Node Y", shape=diamond, color=orange];
        X -> Y [label="Edge 2", style=dashed];
    }

    A -> X [label="Cross Edge", color=black];
}

输出格式

Graphviz 支持多种输出格式，包括：

• 图片格式：PNG、JPEG、SVG、PDF 等。
• 文本格式：DOT、JSON 等。

布局引擎

Graphviz 提供了多种布局引擎，每种引擎适用于不同类型的图和布局需求。以下是一些常用的布局引擎及其特点：

工具	用途	布局类型	特点
dot	有向图	层次布局（hierarchical layout）	适用于流程图、依赖关系图等，展示节点之间的层次关系。
neato	无向图	力导向布局（force-directed layout）	适用于中小规模的无向图，生成均匀分布的布局。
fdp	无向图	力导向布局（force-directed layout）	类似于 neato，但适用于更大规模的图。
sfdp	无向图	多尺度力导向布局（multi-scale force-directed layout）	适用于大规模图，生成更均匀分布的布局。
twopi	无向图	径向布局（radial layout）	将节点排列在同心圆上，适用于展示层次结构。
circo	无向图	圆形布局（circular layout）	将节点排列在圆周上，适用于展示环状结构。
osage	无向图	集群布局（cluster layout）	适用于展示集群和子集群的图。
patchwork	无向图	矩形布局（rectangular layout）	将节点排列在矩形区域内，适用于展示矩形区域内的关系。

应用场景

输出go的依赖图

通过 go mod graph + modgraphviz 实现输出go项目的依赖图

总结

• graphviz是利用dot语言进行绘制图形的工具
• 它支持输出png，jpg，svg等多种图片格式
• 支持有向图，无向图，子图等多种图形，支持定制节点边属性，布局等
• 掌握graphviz后，便可通过程序化输出文本就可以方便快捷构建出图