Python对Graphviz的封装:PyGraphviz
PyGraphviz是Graphviz图形布局和可视化软件包的一个Python接口。利用PyGraphviz您可以创建,编辑,读,写和绘制图形,并使用Python来访问Graphviz图形数据结构和布局算法。
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的设计初衷是对有向图/无向图等进行自动布局,开发人员使用dot脚本定义图形元素,然后选择算法进行布局,最终导出结果。
首先,在dot脚本中定义图的顶点和边,顶点和边都具有各自的属性,比如形状,颜色,填充模式,字体,样式等。然后使用合适的布局算法进行布局。布局算 法除了绘制各个顶点和边之外,需要尽可能的将顶点均匀的分布在画布上,并且尽可能的减少边的交叉(如果交叉过多,就很难看清楚顶点之间的关系了)。所以使 用graphviz的一般流程为:
- 定义一个图,并向图中添加需要的顶点和边
- 为顶点和边添加样式
- 使用布局引擎进行绘制
一旦熟悉这种开发模式,就可以快速的将你的想法绘制出来。配合一个良好的编辑器(vim/emacs)等,可以极大的提高开发效率,与常见的GUI应用的所见即所得模式对应,此模式称为所思即所得。比如在我的机器上,使用vim编辑dot脚本,然后将F8映射为调用dot引擎去绘制当前脚本,并打开一个新的窗口来显示运行结果:
对于开发人员而言,经常会用到的图形绘制可能包括:函数调用关系,一个复杂的数据结构,系统的模块组成,抽象语法树等。
基础知识
graphviz包含3中元素,图,顶点和边。每个元素都可以具有各自的属性,用来定义字体,样式,颜色,形状等。下面是一些简单的示例,可以帮助我们快速的了解graphviz的基本用法。
示例代码:
>>> import pygraphviz as pgv >>> G=pgv.AGraph() >>> G.add_node('a') >>> G.add_edge('b','c') >>> G strict graph { a; b -- c; }