使用 graphviz 形象化有向图

http://blog.openrays.org/blog.php?do=showone&tid=420

将有向图数字化，可以用一个邻接矩阵表示。

计算机对这个图进行一系列的处理后（比如求闭包），如果要看看处理后的图，可以借助于 graphviz 这个强大的开源工具。

1. Graphviz 简介

Graphviz 是 AT&T Labs-Research 开发的自动图形绘制工具, 可以很方便的可视化结构信息，把抽象的图和网络用几何的方式表现出来。支持多种格式输出，如 jpg, png, gif, svg, dia, ps 等。

1.1 安装

debian 下直接 apt-get install graphviz

其他平台下可到其官方网站下载： http://www.graphviz.org/Download..php

1.2 简单使用

要产生一个图形，首先得使用 Graphviz 定义的 DOT 语言来描述你的结构化图形：

digraph vis{
A -> B
C -> B
}

保存为 hw.dot

执行 dot -Tsvg hw.dot > hw.svg 即会产生 SVG 格式的图形，如下所示：

dot 一般用于绘制有向图，无向图则可用 neato 或者 fdp，可以互相通用，差别在于 dot 生成的有向图效果要好点， neato 和 fdp 生成的无向图效果要好点。其他的如辐射状的图形可用 twopi，圆形的可用 circo。他们的命令行参数都是一致的，只是所用之算法不一而已。

如对于如下无向图：

graph G {
run -- intr;
intr -- runbl;
runbl -- run;
run -- kernel;
kernel -- zombie;
kernel -- sleep;
kernel -- runmem;
sleep -- swap;
swap -- runswap;
runswap -- new;
runswap -- runmem;
new -- runmem;
sleep -- runmem;
}

neato -Tsvg proc.dot -o proc.svg 则效果好点， fdp 生成的则差不多，图更紧凑点。其他的生成之图，就比较差。

neato 生成：

fdp 生成：

产生一个有限自动机简直就是小儿科：

digraph finite_state_machine {
rankdir=LR;
size="8,5"
node [shape = doublecircle]; LR_0 LR_3 LR_4 LR_8;
node [shape = circle];
LR_0 -> LR_2 [ label = "SS(B)" ];
LR_0 -> LR_1 [ label = "SS(S)" ];
LR_1 -> LR_3 [ label = "S($end)" ];
LR_2 -> LR_6 [ label = "SS(b)" ];
LR_2 -> LR_5 [ label = "SS(a)" ];
LR_2 -> LR_4 [ label = "S(A)" ];
LR_5 -> LR_7 [ label = "S(b)" ];
LR_5 -> LR_5 [ label = "S(a)" ];
LR_6 -> LR_6 [ label = "S(b)" ];
LR_6 -> LR_5 [ label = "S(a)" ];
LR_7 -> LR_8 [ label = "S(b)" ];
LR_7 -> LR_5 [ label = "S(a)" ];
LR_8 -> LR_6 [ label = "S(b)" ];
LR_8 -> LR_5 [ label = "S(a)" ];
}

dot -Tpng fsm.dot -o fsm.png

其他更精彩的使用可以参看 http://www.graphviz.org/Gallery.php，绝对能让你惊奇。

2. 邻接矩阵形象化

考虑下面这个邻接矩阵：

#define NUM 6

int b[NUM][NUM] =
{
0, 1, 0, 0, 1, 0,
0, 0, 0, 0, 0, 1,
0, 0, 0, 0, 0, 0,
0, 1, 0, 0, 0, 0,
0, 0, 0, 1, 0, 0,
0, 0, 1, 0, 0, 0
};

要将其形象化，可以将其先转化为 DOT 语言描述，鉴于 DOT 语言描述这种结构有天然的优势，可以很容易的写下如下C 函数转化之：

void gen_graphic(const char *fname)
{
FILE *fp;
int k, j;
char name[255];
char cmd[255];

sprintf(name, "%s.dot", fname);
fp = fopen(name, "wb");

fputs("digraph vis {\n", fp);
fputs("\tsize=\"5,3\";\t/* set img width*height in inch*/\n", fp);

for(k=0; k<NUM; k++)
for(j=0; j<NUM; j++)
if(b[k][j])
fprintf(fp, "\t%d -> %d;\n", k+1, j+1);

fputs("}\n", fp);
fclose(fp);

sprintf(cmd, "circo -Tsvg %s.dot > %s.svg", fname, fname);
system(cmd);
}

多次尝试发现，这个图使用 circo 效果要好点，尽管官方建议的有向图产生工具是 dot。

调用该函数 gen_graphic(vis_src); 产生的邻接矩阵图为：

闭包运算后的图为：

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