Ubuntu 14.04 64bit上玩转graphviz绘图工具

简介

关于Graphviz: Graphviz(英文：Graph Visualization Software的缩写)是一个由AT&T实验室启动的开源工具包，用于绘制DOT语言脚本描述的图形。它也提供了供其它软件使用的库。Graphviz是一个自由软件，其授权为Eclipse Public License。其Mac版本曾经获得2004年的苹果设计奖。

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。它的理念和一般的“所见即所得”的画图工具不一样，是“所想即所得”。
Graphviz提供了dot语言来编写绘图脚本。dot的语言专门用来定义关系。我们必须先在某个文件中写上代码，最后调用命令行生成。没有找到可边写边改的集成环境。
关于dot的具体语法参看官方文档，这里就不多说。这里仅用来入门。

http://www.graphviz.org/

另外也有专门渲染DOT脚本的浏览器xdo，直接在窗口渲染，不需要生成图像文件，强烈推荐。

很多图都比较适合用DOT来定义，比如流程图，组织关系图，类图，状态转换图等等。

在刚接触DOT不到3天的时间里，我就分别在代码性能优化，协议栈状态机定义两件事情用到了DOT，感觉非常方便。

性能优化：gprof可以对一个程序运行时进行profiling，生成报告，包括函数调用关系，每个函数被调用的次数，花费的时间。但这个报告是文本的，不够直观。可以通过一个gprof2dot.py脚本，把gprof的输出翻译成一个DOT文件，然后再用Graphviz转成图片或者直接用xdot来查看。

安装graphviz     
sudo apt-get install graphviz graphviz-doc

这样会安装dot语言的执行文件，执行文件路径在

/usr/bin/dot

绘图方法

先根据业务需要编写dot文件，参见下面的示例部分，然后编译运行。输出格式可以根据自己的需要来灵活选择

例如test.dot, 产生图片：

dot -Tpng test.dot -o test.png
dot -Tsvg test.dot -o test.svg

dot test.dot -Tpdf -o test.pdf

典型示例(更多例子可以参见官方文档)

1.Fancy Graph

digraph G { 
    edge[fontname="FangSong"];
    node[peripheries=2, fontname="FangSong"];
    size="16, 16";
    main[shape="box"];
    main[label="从这里开始"]
    main->parse[weight=8]
    parse->execute;
    main->init[style=dotted];                                                                                                                                             
    main->cleanup;
    execute->{make_string; printf;}
    edge[color=red];
    init->make_string[label="1000次的感动"];
    main->printf[label="make a \n string"];
        
    node[shape=box,style=filled,color=".7 .3 1.0"];
    execute->compare;
}       

效果图

2.Polygon Graph

digraph G{
    size = "4, 4"
    a->b->c;
    b->d;
        
    a[shape=polygon, sides=5, peripheries=3, color=lightblue, style=filled];
    c[shape=polygon, sides=4, skew=0.4, label="hello world"];
    d[shape=invtriangle];                                                                                                                                                 
    e[shape=polygon, side=4, distortion=.7];
    }   

效果图

3.list Graph

digraph G{
    node[shape=record, height=.1];
    node0[label="<f0> |<f1> G|<f2> "];
    node1[label="<f0> |<f1> E|<f2> "];
    node2[label="<f0> |<f1> B|<f2> "];
    node3[label="<f0> |<f1> F|<f2> "];
    node4[label="<f0> |<f1> R|<f2> "];
    node5[label="<f0> |<f1> H|<f2> "];
    node6[label="<f0> |<f1> Y|<f2> "];
    node7[label="<f0> |<f1> A|<f2> "];
    node8[label="<f0> |<f1> C|<f2> "];                                                                                                                                    
        
    "node0":f2->"node4":f1;
    "node0":f0->"node1":f1;
    "node1":f0->"node2":f1;
    "node1":f2->"node3":f1;
    "node2":f2->"node8":f1;
    "node2":f0->"node7":f1;
    "node4":f2->"node6":f1;
    "node4":f0->"node5":f1;
}       

4.hash table Graph

digraph G { 
    nodesep=.05;
    rankdir=LR;
        
    node[shape=record, width=.1, height=.1];
    node0[label="<f0> |<f1> |<f2> |<f3> |<f4> |<f5> |<f6> |", height=2.5]
    node[width=1.5];
    node1[label="{<n> n14 | 719 |<p>}"];
    node2[label="{<n> a1 | 719 |<p>}"];
    node3[label="{<n> i9 | 512 |<p>}"];
    node4[label="{<n> e5 | 632 |<p>}"];
    node5[label="{<n> t20 | 959 |<p>}"];
    node6[label="{<n> o15 | 794 |<p>}"];
    node7[label="{<n> s19 | 659 |<p>}"];
        
    node0:f0->node1:n;
    node0:f1->node2:n;
    node0:f2->node3:n;
    node0:f5->node4:n;
    node0:f6->node5:n;
    node2:p->node6:n;
    node4:p->node7:n;                                                                                                                                                     
}     

5.Process Graph

digraph G { 
    subgraph cluster0 {
        node[style=filled, color=white];
        style=filled;
        color=lightgrey;
        a0->a1->a2->a3;
        label="process #1";
    }   
        
    subgraph cluster1 {
        node[style=filled];
        color=blue;
        b0->b1->b2->b3;
        label="process #2";
    }   
        
    start->a0;
    start->b0;
    a1->b3;
    b2->a3;
    a3->end;
    b3->end;
        
    start[shape=Mdiamond];
    end[shape=Msquare];                                                                                                                                                   
}       

6.directed Graph

digraph G { 
    {a b c} -> {d e f g}                                                                                                                                                  
} 

7.化学分子式

graph s{
    C_0 -- H_0;
    C_0 -- H_1;
    C_0 -- H_2;
    C_0 -- C_1;
    C_1 -- H_3;
    C_1 -- H_4;
    C_1 -- H_5;
}

8.函数调用关系图

digraph s {
    node [shape=ellipse, style=filled, color="#40e0d0"];
    edge [color="#606060", penwidth=3];
    main [color=green];
    main -> init[color=blue, label="hello, I'm \llable of edge"];
    main -> mainloop;
    main -> exit;
    init -> a_init;
    init -> b_init;
    init -> c_init;
    mainloop -> select;
}

这个是有向图(directional graph)， 脚本的第一个词需要换成"digraph"。常用的属性有color, style, shape, penwidth, label等。label中 \r, \l, \n 都表示换行，但对齐方式分别是 右对齐，左对齐，居中 。

注意事项

1.中文乱码

graphviz默认情况下对中文支持不好，如果代码中有中文，则必须使用UTF-8的格式保存文件，并且在代码中指定字体。

进一步深究可以查看官方文档

http://www.graphviz.org/Documentation.php

下面给出几个颇具震撼力的效果图，来自官网文档