DOT + graphviz 轻松画图神器

    本人是个不会画图的屌丝，一方面是因为需要画图的地方很少，另一方面也是因为即使需要画图，也都是很简单的几个框几个圈几条线，所以就用word之类的原始工具直接上了，结果往往是痛苦的经历换来搓搓的一张图，而且图很难修改，遇到需求变更时往往牵一发而动全身，所以每次听说画图，总有背后一凉的感觉。最近经同事介绍，了解了一下DOT和graphviz，一看到这东西就感觉遇到了真爱，简单的几行代码，轻松搞定画图，不用担心布局，不用担心修改，而且告别烦人的鼠标，确实让人眼前一亮。

一、简介DOT & graphviz

1. DOT

    DOT是一种文本图形描述语言。DOT语言文件通常具有.gv或是.dot的文件扩展名。当然，在编写好.dot或者.gv的文件之后，需要有专门的程序处理这些文件并将其渲染成为图片，dot就是其中一款程序，它可以将DOT语言描述的图形渲染成.png、.jpg、.pdf等多种类型。

    当然，作为工具，dot本身是很原始的，就像gcc之于c代码，g++之于cpp代码一样，或许某些程序员会热衷于在终端使用这些工具，但也有很多人喜欢交互式的界面，所以就有了gvedit之类的工具，它提供交互式的窗口来使用dot等工具渲染DOT语言描述的图形。
2. graphviz

    graphviz是一个开源软件包，上述dot和gvedit等工具都在该软件包中。

    所以，不妨简单的认为DOT是一门图形描述语言而graphviz是处理该语言文件的一个集成化的工具。
3. DOT & graphviz的局限性

    graphviz中有很多工具可以将DOT语言的文本渲染成为图片，但正如我们所见，我们在享受方便的编码的同时，将图片的布局等任务交给了这些工具，虽然这些工具有很不错的布局算法支持，但仍不一定能满足我们的要求，所以当对图片的布局有特殊要求时，DOT & graphviz就显示出了它的局限性。当然，我们可以再使用其他图片编辑器校正DOT语言生成的图片，但这种时候，DOT & graphviz的方便性或许早就消失殆尽了。
4. 什么人适合使用DOT & graphviz

    就我个人体会而言，DOT & graphviz适合这些人使用：

    1> 像我一样的画图小白并且喜欢操作键盘远胜于鼠标；

    2> 没有熟练的掌握其他作图工具；

    3> 对图片布局等没有特殊要求；

    4> 要绘制的是流程图结构图之类的图而不是画小狗小猫山山水水。

二、使用DOT & graphviz

1. 环境配置

    graphviz的官网（http://www.graphviz.org）上可以下载适用于多个OS的graphviz版本，包括Linux的多个发行版（Fedora、Ubuntu等）、Solaris、Windows、Mac等，下载对应版本安装即可。Windows下安装时，官网有提示需要手动配置环境变量。
2. 开始战斗

    完成了安装之后，就可以编写DOT文本并用graphviz下的工具渲染图片了。

    打开gvedit，新建一个.gv或者点.dot的文件并输入DOT文本，在工具栏graph下选择layout（快捷键f5）即可在窗口中看到图片，graph下选择settings（快捷键shift+f5）可以进行设置，在设置里也可以看出有多种处理DOT文本的工具可以选择（默认dot），也可以选择多种导出的文件类型（默认.png）。gvedit实例截图如下：



    你还可以在终端直接调用dot命令处理文本并生成图片（again：需要配置环境变量）。以把test.dot导出为test.png为例，命令为：

dot -Tpng -o test.png test.dot

    该命令会在当前目录下生成test.png。

    当然，作为一个vim党，肯定是不愿意去用gvedit了，何况gvedit确实没有那么好使（主要是文本编辑功能确实不够强大），所以在vim中编辑文本，在终端调用命令生成图片就是一种不错的选择了。为了方便，我这里进行了简单配置，设置F8为快捷键，直接调用上述命令生成图片并打开：

map <f8> :w<CR>:!dot -Tpng -o %<.png % && start %<.png<CR>

    截图如下：



三、DOT语法

    现在已经可以愉快的使用DOT & graphviz绘图了，唯一需要的就是更好的了解DOT语法，以绘出我们期望的效果。

    DOT语法相对简单和松散，没有特别的格式要求，也没有复杂的运算符和结构。
1. 基本语法

    graph（无向图）或者digraph（无向图）表示图，然后｛｝中的内容是对图的描述，注释风格和C类似（“//”用于单行注释，/**/用于多行注释）。如一个无向图：

graph graph1 {      //无向图graph1
a -- b          //节点a和b之间连线
}

2. 节点

    DOT中，节点可以不用声明直接使用。每个节点首次出现的名称做为该节点的唯一标识。

    属性设置：对节点可以设置的常见通用属性有shape、label、style、color、fillcolor、rank等，对于不同的形状，可能还有不同的属性可以设置，如对于多边形可以设置边数等。节点属性设置时，node用于设置默认属性（对设置位置之后的点有效），在点后面用[]设置单独一个点的属性。

graph node_settings {
node [shape = "box", style = "filled", color = "black", fillcolor = "green"]   //设置节点的默认形状，类型，颜色，填充颜色
a [shape = "ellipse", color = "red", label = "this is a"]     //设置节点a的颜色，注意默认节点类型是filled，所以这里的color只是设置a的边框颜色
b [label = "two\nlines"]   //label支持'\n'换行
a -- b
a -- c     //如果不需要设置c的属性，可以不用声明c而直接使用
node [shape = "circle"]
d [label = "cicle"]
c -- d      //d使用之前最后出现的node设置，形状为circle
{rank = same a, d}     //设置a和d在同一层
}

3. 边

    边有有向边和无向边两种，无向边用于无向图，有向边用于有向图，不可混用。

    属性设置：边的常见设置有style、color、weight、label、labelfontcolor、headlabel、taillabel、decorate等，对于有向边，还可以设置边的起点位置等（用n、e、s、w和相邻字母的组合表示位置）。和节点类似的，边属性设置时，用edge[]设置默认属性，在边之后用[]设置单独一条边的属性。

digraph edge_settings {
edge [color = "green", decorate = false]        //设置边的默认属性
node [shape = "polygon", sides = 4, color = "blue"]
a -> b [style = "dotted", color = "red", label = "a to b"]  //设置style、color、label
b: se -> c: w [headlabel = "end",  taillabel = "start"]     //设置边从b的“东南方”出发，从c的“西方”结束，设置有向边起点和重点的label
edge [style = "bond", decorate = true]      //设置之后的边加粗并且标签和连线之间有线标注
{c, f} -> {d, e} [label = "multi-lines"]    //可以用这种方式同时画多条边
}

4. 图

    从前面的例子中已经可以看出，DOT语言可以描述无向图和有向图两种图，graph标识无向图，digraph标识有向图。

    属性设置：在一个图的开头写入属性即可设置图形的属性，常用的图形属性有size、label、labelloc、labeljust、bgcolor、rankdir等。

    子图，可以进行和“父图”类似的设置，唯一注意的是子图必须以"cluster"做为名称的开始。

    下面是实现的官网首页上的图：

digraph graph_settings {
start [shape = "Mdiamond"]
end [shape = "Msquare"]

subgraph cluster_sub1 {
label = "process #1"
labelloc = "t"
bgcolor = "gray55"
node [style = "filled", color = "white"]
a0 -> a1 -> a2 -> a3 -> a0
}
subgraph cluster_sub2 {
label = "process #2"
labelloc = "t"
color = "blue"
node [style = "filled", color = "black", fillcolor = "gray55"]
b0 -> b1 -> b2 -> b3
}

start -> {a0, b0}
a1 -> b3
b2 -> a3
{a3, b3} -> end
}

5. 语法总结

    DOT的语法非常简单，基本保证了随便可以“现炒现卖”，只不过用的越多可能对各种属性越熟悉罢了。具体的属性等可以参见官网的Document：http://www.graphviz.org/Documentation.php。