Graphviz的使用及中文乱码问题解决
Graphviz的使用及中文乱码问题解决
缘起
在Linux下的绘图软件，自动的，半自动的，最后遇到神器Graphviz。整个流程还算波折，起初，编译docbook的部分遇到这个软件，后来，在看Korat: Automated Testing Based on Java Predicates（2000年ACM的最佳论文），发现其软件实现Korat中使用了Graphviz的实现来绘图程序依赖图，最后，在学习Latex的时候，考虑要嵌入图片，想起这个绘图工具，就对这个著名的工具做了一些研究，其实就是Google了一下，只能算是文献调研。
以下，是OpenFoundry上看到的介绍Graphviz的文章，原文为繁体字，用google translation转换为简体中文，修改一下一些术语，添加了一下内容（乱码问题）。
1. 简介
Graphviz 是一个运用广泛的命令行绘图软体，不过说是绘图软体，它能绘的图并不是一般人想像中的漫画或logo，而是数学意义上的"graph"，比较通俗的说法就是「关系图」。
举例来说，像是下面这种图：
2. 安装
Graphviz 支援Windows、Mac OS X、FreeBSD、Solaris、Linux 等多种系统。Ubuntu或Debian下安装很简单，sudo apt-get install graphviz。
Windows用户，请前往这里下载安装档：http://www.graphviz.org/Download_windows.php
Mac OS X的使用者请往这边走：http://www.graphviz.org/Download_macos.php
3. Graphviz的使用
# Graphviz
＜cmd＞ ＜inputfile＞ -T ＜format＞ -o ＜outputfile＞
#举例：输出png
dot input.dot -T png -o output.png
#举例：一样是输出png ，只不过档名是txt
dot input.dot -T png -o output.txt
首先，我们看看上面的＜cmd＞ 部份。
Graphviz 的＜cmd＞ 有好几种，每种使用方法都完全相同，差别只在于渲染出来的图片效果不一样。man中的简介是这样的：
dot
渲染的图具有明确方向性。
neato
渲染的图缺乏方向性。
twopi
渲染的图采用放射性布局。
circo
渲染的图采用环型布局。
fdp
渲染的图缺乏方向性。
sfdp
渲染大型的图，图片缺乏方向性。
可以透过man ＜cmd＞ 取得进一步说明。但还是亲自用用比较容易理解。在本文中，凡没有说明的图，预设都是以dot渲染出来的。
继续往下看。在Graphviz中，若您不指定-T参数，Graphviz并不会自动猜测您想要产生什么格式，只会以预设格式渲染。可选格式相当多，包括（但不限于）jpg、png、svg等，全部列表可见官网说明页的最下方。
-o 可让您指定储存档案的档名。如果您不用-o 选项指定输出档名，Graphviz 则会将结果输出到标准输出上（图片格式输出到标准输出就是乱码的二进制文件）。
除非用法很特殊，否则这两个参数，每次都要输入并传递给dot。这样输入命令就是：
dot -Tpng demo.dot -o demo.png
为了减少打字的次数，编写简单的shell脚本dot.sh，其中涉及获取文件名和扩展，从网上搜的，工作的很好，但不太清楚实现原理：
#!/bin/sh
# dot.sh
file=$1
filename=${file%.*}
extension=${file##*.}
outfile=${filename}.png
dot -Tpng $file -o $outfile
#show generate image file
eog $outfile &
给脚本dot.sh加上执行权限，然后调用命令就简化为：
./dot.sh demo.dot
当然，如果整个命令很常用的话，可以将改作函数其写到.bashrc中。
4. dot语言说明
指挥Graphviz 绘图时，所使用的语言叫作"dot"。下边就来介绍如何使用它。
4.1. 有向图与无向图
使用dot 语言，第一步就是决定要画哪种图。
图分两种：有向图与无向图。
有向图以digraph申明图片，节点间的关系写为"->"。
/*demo1。顺便一提，在dot语言中可使用C++中允许的注解。本行为C风格注解*/
digraph demo1{ //这也是注解，C++风格的。
a -> b -> c;
c -> a;
}
结果图:
无向图以graph 宣告图片，节点间的关系可以写为"--"。
//demo2
graph demo2{
a -- b -- c;
c -- a;
}
结果图：
其中demo1 与demo2 是图片的名称。
4.2. 使用引号
上文中的a, b, c 除了作为程式内的识别字以外，也会成为节点的显示名称(label)。不过如果这名称中混了中文或夹了空格，Graphviz 就有可能搞错你的意思。
为防不必要的误解，所以平常最好都用英文引号括住。就像下面这样：
//demo3
digraph {
"总攻" -> "受";
"强攻" -> "受";
"健气攻" -> "受";
}
图4：混合了空白的示范
这样就没问题了！
子图与简化技巧
来看个复杂一点的例子，这是一份地中海海域的大略连接图：
//demo4
graph G{
"黑海" -- "亚速海";
"黑海" -- "博斯普鲁斯海峡"
"达达尼尔海峡" -- "爱琴海"
subgraph cluster_T{//新东西
label = "黑海海峡";//新东西
"达达尼尔海峡" -- "马尔马拉海" -- "博斯普鲁斯海峡";
}
subgraph cluster_M{
label = "地中海海域";
"中部地中海" -- {"爱琴海" "爱奥尼亚海" "西西里海峡"}; //也是新东西
"西部地中海" -- {"西西里海峡" "第勒尼安海" "利古里亚海" "伊比利海" "阿尔沃兰海"};
"爱奥尼亚海" -- "亚得里亚海";
"阿尔沃兰海" -- "直布罗陀海峡";
}
}
结果图：
图5：地中海海域连接图，使用dot渲染。
这张图有些新东西可以看。
第一个是subgraph 关键字。一如名字所示，他是用来定义「次级图片」用的。
次级图片在dot的官方文件中常被叫作cluster subgraph，特指图示中被方框包裹起来的那两块，其定义方式和一般的graph非常相似，不过使用上有两件事需要留意：
graph的命名得以cluster前缀开头，否则语法虽然能过关，但生不出图面上您预期的效果。
如果父图是无向图，他本身也得是无向图；反之如果父图是有向图，这边也得乖乖照着来。
第二个重点是下面这段：
1 "中部地中海" -- {"爱琴海" "爱奥尼亚海" "西西里海峡"};
用大括号括起，用空格分开－这是一口气将好几个节点群组起来同时操作的方法，其等效于：
1 "中部地中海" -- "爱琴海"; 2 "中部地中海" -- "爱奥尼亚海"; 3 "中部地中海" -- "西西里海峡";
您甚至可以用以下程式码画出图6：
//demo5
digraph G{//{}中的注意空格
{ a b c} -> { d e f }
}
图6：大括号效果示意图
这语法糖很方便好吃，可以灵活运用。
第三个不同处在于label=XXX 这行。这是「属性」的指定方式。
关于属性，我们下章再讲。
4.3. 属性
有了前面介绍过的技巧，所有图面关系都可以顺利地绘制出来。
然而，通常我们画图的时候，还会对图片做一些特别的处理。好比说把字加粗、把图变色、把标签或连接线的外型改变、把某些节点水平对齐......诸如此类。
要控制这些东西，就要用到属性。
属性有四种：
1. 用在节点上(Node, N)
2. 用在线段上(Edge, E)
3. 用在根图片上(Graph, G)
4. 用在子图片上(Cluster subgraph, C)
您可以阅读手册中的表，判断哪些属性能用在哪些地方。
那么，属性要怎么用呢？
4.3.1. 属性的套用
如果要设定根图片或子图片的属性，得像前面范例中所示的那样，在图片的大括号范围内指定..
属性名称=值;
这样就行了。
对于节点(node) 的属性，有以下几种指定法：
1节点名[节点属性名=值];
2节点名[节点属性名=值,节点属性名=值];
3 node [节点属性名=值,节点属性名=值];
属性指定的语句必须要被中括号括起。当一次指定多值时，需用英文逗点隔开。
第三行中的node 是个关键字，用来代称「图片范围内」所有「还没创建」的节点，或者您也可将它理解为：在当前大括号的范围内，所有尚未创建节点的属性预设值，会被这个语句给变更。
线段(edge)的属性指定，与节点属性指定方式很类似：
1节点名->节点名[线段属性名=值];
2节点名--节点名[线段属性名=值,线段属性名=值];
3 edge [线段属性名=值，线段属性名=值];
其中edge 是关键字。
这边顺便补充一个关于线段的观念：有些线段相关的属性，具有head值与tail值。而这边说的head 与tail，得将它想像成一个「箭头」的形状（就像是「a -> b」这样）。
对于线段来说，这个箭头指向的头部才是head。这可能和直觉上不一样，因为这边说的「Head」其实是两个节点中，后面的那一个。
4.3.2. 属性范例
把先前的看过的例子加上一些属性试试。
//demo6
graph G{
"黑海" [shape = circle, color = blueviolet, fontcolor = blueviolet, fontsize = 20];
"黑海" -- "亚速海" [label = "刻赤海峡"];
subgraph cluster_T{
label = "黑海海峡";
fontsize = 24;
fillcolor = darkslategray;
style = filled;
fontcolor = white;
node [fontcolor = white, color = white];
"博斯普鲁斯海峡" -- "马尔马拉海" -- "达达尼尔海峡" [color = white];
"博斯普鲁斯海峡" [shape = parallelogram];
"达达尼尔海峡" [shape = parallelogram];
}
"黑海" -- "博斯���鲁斯海峡" [color = red ,penwidth = 2];
"达达尼尔海峡" -- "爱琴海" [color = red ,penwidth = 2];
subgraph cluster_M{
label = "地中海海域";
fontsize = 24;
"西部地中海" [shape = Mcircle, style = filled, color = grey, fillcolor = aquamarine, fontsize = 20];
"中部地中海" [shape = Mcircle, style = filled, color = grey, fillcolor = aquamarine, fontsize = 20];
"直布罗陀海峡" [shape = parallelogram, fontcolor = red];
"西西里海峡" [shape = parallelogram ];
"中部地中海" -- {"爱琴海" "爱奥尼亚海" "西西里海峡"};
"西部地中海" -- {"西西里海峡" "第勒安海" "利古里亚海" "伊比利海" "阿尔沃兰海"};
"爱奥尼亚海" -- "亚得里亚海"; 30 "阿尔沃兰海" -- "直布罗陀海峡";
}
}
图7：地中海海域连接图（加入属性）。
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