Graphviz 和 pygraphviz 简述、安装、用法

0x01 Graphviz简述

  Graphviz是大名鼎鼎的贝尔实验室的几位牛人开发的一个画图工具，它提供了“所想即所得”的理念，通过dot语言来编写脚本并绘制图形，简单易懂。

官网：http://www.graphviz.org/

  摘自维基百科的资料：https://zh.wikipedia.org/wiki/Graphviz

Graphviz由一种被称为DOT语言的图形描述语言 与一组可以生成和/或处理DOT文件的工具组成：

dot 
一个用来将生成的图形转换成多种输出格式的命令行工具。其输出格式包括PostScript，PDF，SVG，PNG，含注解的文本等等。
neato 
用于sprint model的生成（在Mac OS版本中称为energy minimized）。
twopi 
用于放射状图形的生成
circo 
用于圆形图形的生成。
fdp 
另一个用于生成无向图的工具。
dotty 
一个用于可视化与修改图形的图形用户界面程序。

0x02 Graphviz能用来做什么

  如果你想做数据分析，或者可视化处理，亦或是想在编程时动态的输出流程图，Graphvizs是一个好帮手。

文字描述就不多说了，主要看下面这些图： 

                                                            

0x03 为什么要用它？

    

    用VISIO、excel、diagram这些工具不方便处理动态生成的流程图，不方便script kids去处理数据结果，经常要导入到这些静态分析的工具中

    用html+js+css的方法可以处理，但是编程有十分麻烦，要考虑布局；又由于大部分的js脚本在处理绘图时要接收json格式的数据，处理起来比较麻烦。

    但是Graphviz是支持所想即所得，他用图概念中的dot（节点）和edge（边）的概念来处理流程图。是高度封装好的（图类）（我这么理解的）

    Graphviz使用的是dot语言，不过没关系，这种语言十分易懂。

    dot语言：

片段代码1

 1: digraph abc{
   2: node [shape="record"];
   3: edge [style="dashed"];
   4:  
   5: a [style="filled", color="black", fillcolor="chartreuse"];
   6: b;
   7: c;
   8: d;
   9:  
  10: a -> b;
  11: b -> d;
  12: c -> d [color="red"];
  13: }

片段代码2

strict digraph  {
        graph [epsilon=0.001];
        a -> b;
        b -> c;
}

代码中定义边的长度 颜色 由哪个点到哪个点就可以绘制简单的图形了。

如果还嫌麻烦，python 对graphviz 进行了一次封装 使用pygraphviz就可以在python里面直接绘图啦，灰常贴心。

python 代码片段

import pygraphviz as pgv

A=pgv.AGraph()

A.add_edge(1,2)
A.add_edge(2,3)
A.add_edge(1,3)

print(A.string()) # print to screen
print("Wrote simple.dot")
A.write('simple.dot') # write to simple.dot

B=pgv.AGraph('simple.dot') # create a new graph from file
B.layout() # layout with default (neato)
B.draw('simple.png') # draw png
print("Wrote simple.png")

0x04 用Graphviz能做什么

    对于网络安全来说，对时间的爆发，攻击的统计，攻击过程还原等等，这种需要在时间顺序中找出攻击规律，或者数据规律的地方是非常有用的。

    比如对于一次攻击时间的还原，对于风控中盗号流程的还原。绘图给专家去观察事件爆发的先后顺序，再采用数据统计，或者先后验概率的归类方法，能够让分析者清晰的看到时间发生的前后情况。

0x05 HOW TO GET IT（安装方法）

Windows:    

    不建议用WINDOWS环境操作，python 可能会找不到Lib库，但是如果你只想用Graphviz那么Windows也是支持的，只是不再维护了，仍然可以下到msi的版本。

    到官网下载http://www.graphviz.org/ windows版本的msi文件即可

Linux：

Step1:下载Graphviz  http://www.graphviz.org/  

tar -zxvf xxxxxxx.tar.gz
python setup.py install

    ubuntu可以直接apt-get install graphviz 和graphviz-dev

    graphviz-dev是和Python库链接用的，需要下载

    

Step2:

    pygraphviz下载：

    方法1：可以到github下载源码也可以到pygraph官网去下载。https://github.com/pygraphviz/pygraphviz

                  下载后   

python setup.py install 

  安装

  安装过程中可能会报错，可以尝试安装

sudo apt-get install python-dev

    方法2：

片段代码1

参考资料：[1]

pygraphviz  python库:https://github.com/pygraphviz/pygraphviz

官网:http://www.graphviz.org/

博客： http://www.cnblogs.com/rocketfan/archive/2009/09/09/1563628.html

http://blog.sina.com.cn/s/blog_6a6c136d0101eacr.html

http://icodeit.org/2012/01/%E4%BD%BF%E7%94%A8graphviz%E7%BB%98%E5%88%B6%E6%B5%81%E7%A8%8B%E5%9B%BE/

直接pip install安装

上述安装方法是在博客看到的，但是可能因为操作系统原因失败了，还是pip好  

sudo pip install pygraphviz --install-option="--include-path=/usr/include/graphviz" --install-option="--library-path=/usr/lib/graphviz/"

*************************************************************************************************************************************************

附录：

以下是摘自其他博客的内容，非常有价值：

Graphviz 适合编程快速绘制流程图之类的图形。

而pygraphviz对graphviz进行了封装，提供python程序调用接口。网上有很多对graphiviz进行python封装的程序如pydot等等，个人觉得pygraphviz比较好用，有好的文档和示例程序。https://networkx.lanl.gov/trac/browser/pygraphviz/

 

在ubuntu下面安装 graphviz

sudo apt-get install graphviz, graphviz-dev

注意graphiviz-dev是pygraphviz所依赖的必须安装。

安装pygraphviz

注意不要sudo apt-get了，因为这样安装的不是最新版本，程序运行会有问题。

到这个地址下载最新的pygraphviz-0.99.1.tar.gz (md5)

http://pypi.python.org/pypi/pygraphviz/

解压缩，然后 sudo python2.6 setup.py install即可。

 

 

下面给个例子，如何利用graphiviz 的布局绘制下面的图形呢：

 

1  // s.dot
2  // dot s.dot -Tpng -o s.png  -Gsplines=line  
3  digraph G {
4     // a -> c;
5    a  ->  b;
6    b  ->  c;
7    subgraph x{
8        rank = same;
9        b -> d;
10    }
11    subgraph y{
12         // rank = same;
13        d -> e;
14    }
15    subgraph z{
16      rank = same;
17      c -> e;
18    }
19 
20   }
21 

 

这里解释下，默认的图布局是自上到下的，TD，当然你可以改成自左向右布局,

digraph G {
rankdir=LR;

.....

}

但是一个时刻只能有一种布局方式,例如上图是采用从上到下的布局方式,为了使得边b->d能够水平,需要采用

subgraph 的方法添加子图,同时说明rank=same.

dot s.dot -Tpng -o s.png  -Gsplines=line  中-Gsplines=line  表示强迫边是直线.

 

 

http://www.graphviz.org/mywiki/FaqBalanceTree

1  digraph G {
2  a  ->  b0
3  xb [label = "" ,width = . 1 ,style = invis]
4  a  ->  xb [style = invis]
5  a  ->  b1
6  {rank = same b0  ->  xb  ->  b1 [style = invis]}
7  b0  ->  c0
8  xc [label = "" ,width = . 1 ,style = invis]
9  b0  ->  xc [style = invis]
10  b0  ->  c1
11  {rank = same c0  ->  xc  ->  c1 [style = invis]}
12  }

 

 

下面给出利用pygrahviz进行二叉树的绘制

首先给出最简单的绘制，然后是按照上面提到的利用invis属性，构造不可见的顶点和边强迫产生较合适的位置。

      a

      |

b0—t--b1 原理如昨图所示,对照上面的图示a到b0,a到b1是实边，t为不可见点，a到t，b0到t,t到b1都是不可见边，

这样强迫布局的时候对于横坐标，a尽量在b0,b1的中间。

 

1.不采用不可见点，边的二叉树绘制效果

  1 #printTreeOld.py

 2  import pygraphviz  as  pgv
 3 
 4  A = pgv.AGraph(directed = True,strict = True)
 5  A.add_edge( 1 , 2 )
 6  A.add_edge( 1 , 3 )
 7  A.add_edge( 2 , 4 )
 8  A.add_edge( 2 , 5 )
 9  A.add_edge( 5 , 6 )
10  A.add_edge( 5 , 7 )
11  A.add_edge( 3 , 8 )
12  A.add_edge( 3 , 9 )
13  A.add_edge( 8 , 10 )
14  A.add_edge( 8 , 11 )
15  A.graph_attr[ ' epsilon ' ] = ' 0.001 '
16  print A. string () # print dot file to standard output
17  A.write( ' fooOld.dot ' )
18  A.layout( ' dot ' ) # layout with dot
19  A.draw( ' fooOld.png ' ) # write to file

 

2.采用不可见点，边，绘制二叉树的效果,感觉稍微好一点,更像二叉树了:)

下面的代码仅仅是示例，可以提出子函数简化代码。

 1  import pygraphviz  as  pgv
 2  # strict (no parallel edges)
 3  # digraph
 4  # with attribute rankdir  set  to  ' LR '
 5  A = pgv.AGraph(directed = True,strict = True)
 6  A.add_edge( 1 , 2 )
 7  A.add_edge( 1 , 3 )
 8  A.add_node( ' a ' ,style = ' invis ' )
 9  A.add_edge( 1 , ' a ' ,style = ' invis ' )
10  B = A.add_subgraph([ 2 , 3 , ' a ' ],rank = ' same ' )
11  B.add_edge( 2 , ' a ' ,style = ' invis ' )
12  B.add_edge( ' a ' , 3 ,style = ' invis ' )
13 
14  A.add_edge( 2 , 4 )
15  A.add_edge( 2 , 5 )
16  A.add_node( ' b ' ,style = ' invis ' )
17  A.add_edge( 2 , ' b ' ,style = ' invis ' )
18  C = A.add_subgraph([ 4 , 5 , ' b ' ],rank = ' same ' )
19  C.add_edge( 4 , ' b ' ,style = ' invis ' )
20  C.add_edge( ' b ' , 5 ,style = ' invis ' )
21 
22  A.add_edge( 5 , 6 )
23  A.add_edge( 5 , 7 )
24  A.add_node( ' c ' ,style = ' invis ' )
25  A.add_edge( 5 , ' c ' ,style = ' invis ' )
26  D = A.add_subgraph([ 6 , 7 , ' c ' ],rank = ' same ' )
27  D.add_edge( 6 , ' c ' ,style = ' invis ' )
28  D.add_edge( ' c ' , 7 ,style = ' invis ' )
29 
30  A.add_edge( 3 , 8 )
31  A.add_edge( 3 , 9 )
32  A.add_node( ' d ' ,style = ' invis ' )
33  A.add_edge( 3 , ' d ' ,style = ' invis ' )
34  E = A.add_subgraph([ 8 , 9 , ' d ' ],rank = ' same ' )
35  E.add_edge( 8 , ' d ' ,style = ' invis ' )
36  E.add_edge( ' d ' , 9 ,style = ' invis ' )
37 
38  A.add_edge( 8 , 10 )
39  A.add_edge( 8 , 11 )
40  A.add_node( ' e ' ,style = ' invis ' )
41  A.add_edge( 8 , ' e ' ,style = ' invis ' )
42  F = A.add_subgraph([ 10 , 11 , ' e ' ],rank = ' same ' )
43  F.add_edge( 10 , ' e ' ,style = ' invis ' )
44  F.add_edge( ' e ' , 11 ,style = ' invis ' )
45 
46 
47  A.graph_attr[ ' epsilon ' ] = ' 0.001 '
48  print A. string () # print dot file to standard output
49  A.write( ' foo.dot ' )
50  A.layout( ' dot ' ) # layout with dot
51  A.draw( ' foo.png ' ) # write to file
52 

*************************************************************************************************************************************************

参考资料：[1]

pygraphviz  python库:https://github.com/pygraphviz/pygraphviz

官网:http://www.graphviz.org/

博客： http://www.cnblogs.com/rocketfan/archive/2009/09/09/1563628.html

http://blog.sina.com.cn/s/blog_6a6c136d0101eacr.html

http://icodeit.org/2012/01/%E4%BD%BF%E7%94%A8graphviz%E7%BB%98%E5%88%B6%E6%B5%81%E7%A8%8B%E5%9B%BE/

片段代码1

参考资料：[1]

pygraphviz  python库:https://github.com/pygraphviz/pygraphviz

官网:http://www.graphviz.org/

博客： http://www.cnblogs.com/rocketfan/archive/2009/09/09/1563628.html

http://blog.sina.com.cn/s/blog_6a6c136d0101eacr.html

http://icodeit.org/2012/01/%E4%BD%BF%E7%94%A8graphviz%E7%BB%98%E5%88%B6%E6%B5%81%E7%A8%8B%E5%9B%BE/