【7】图形相关-5-graphviz

一、基本概念

DOT文件

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。

Graphviz介绍

介绍一个高效而简洁的绘图工具graphviz。graphviz是贝尔实验室开发的一个开源的工具包，它使用一个特定的DSL(领域特定语言): dot作为脚本语言，然后使用布局引擎来解析此脚本，并完成自动布局。graphviz提供丰富的导出格式，如常用的图片格式，SVG，PDF格式等。

graphviz中包含了众多的布局器：

• dot默认布局方式，主要用于有向图
• neato基于spring-model(又称force-based)算法
• twopi径向布局
• circo 圆环布局
• fdp用于无向图

graphviz最方便的地方在于能够很快的清晰的画出点与点之间的关系，并且有许多布局算法能够很好的去布局。 之前使用它画过流程图，如：

还有决策树。使用twopi画出数据的关联关系：

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。

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。

三、Graphviz程序的使用

安装

yum install graphviz

使用

完整的命令为:

＜cmd＞ ＜inputfile＞ -T ＜format＞ -o ＜outputfile＞1

示例如下：

dot -T jpg tes.dot -o test.jpg

Graphviz支持的输出图片格式更是相当的多，常用的有以下几种：

• pdf ：
• gif
• png ：
• jpeg ： 一种有损压缩图片格式
• bmp ： 一种位图格式
• svg ： 矢量图，一般用与Web，，可以用浏览器打开

ps ： 矢量线图，多用于打印

更多的输出格式可以浏览Graphviz输出格式进行查看。

完整的例子：

编辑下面的脚本代码，保存为 test.dot

digraph G{
 
    size = "5, 5";//图片大小
    main[shape=box];/*形状*/
 
    main->parse;
    parse->execute;
 
    main->init[style = dotted];//虚线
 
    main->cleanup;
    edge[color = green]; // 连接线的颜色
 
    execute->{make_string; printf}//连接两个
 
    init->make_string;
    main->printf[style=bold, label="100 times"];//线的 label
 
    make_string[label = "make a\nstring"]// \n, 这个node的label，注意和上一行的区别
S
    node[shape = box, style = filled, color = ".7.3 1.0"];//一个node的属性
 
    execute->compare;
}

运行：

dot -Tpng sample.dot -o sample.png

同时，也可以通过display来查看图片的dot文件

display sample.png

例2：

建立一个first.dot脚本：

digraph first2{
a;
b;
c;
d;
a->b;
b->d;
c->d;
}

解释：digraph是画图类型，接触高级使用可以有不同的类型，first2可以和文件名first不一样。画了abcd4个点。然后a->b表示a点指向b点，如果有线条的指向，可以不用先声明点。即，上述代码等价于：

digraph first2{
a->b;
b->d;
c->d;
}

（2）画图

打开cmd到first.dot目录下，运行：

dot -Tpng first.dot -o first.png

可以得到画好的图形。

解释：dot表示使用的是dot布局，其他布局相应的修改即可，-T表示格式，即画成png格式，-o表示重命名为first.png。

在这里如果出现syntax error，可看第四部分常见问题解决。

（3）画图结果

上面的简单的代码得到以下结果：

三、Graphviz的python包

python 包的官方文档：

https://graphviz.readthedocs.io/en/stable/manual.html?highlight=render

构建决策树的图：

from sklearn import tree
import graphviz
dot_data = tree.export_graphviz(lin_reg_2,out_file =None)
graph = graphviz.Source(dot_data)
graph.render('pic/%s'% result_name)

报错：

OSError: [Errno 13] Permission denied

用sudo运行，结果还是报错：

graphviz.backend.ExecutableNotFound: failed to execute [‘dot’, ‘-Tpdf’, ‘-O’, ‘/data/user/sam/project/PFSC/data_analysis/1.2.build-linear-regression/pic/result/xxxx_c-2chain-30000-tree-mean.png’], make sure the Graphviz executables are on your systems' PATH

原来还得安装graphviz

sudo yum install graphviz

参考资料

• https://www.cnblogs.com/oneTOinf/p/8159001.html
• https://blog.csdn.net/frankax/article/details/77035397
• https://www.jianshu.com/p/6d9bbbbf38b1