在 Python 中绘制和渲染多路树

Posted 2023-03-31

【中文标题】在 Python 中绘制和渲染多路树

【英文标题】：Drawing & Rendering Multiway Tree in Python

【发布时间】：2011-08-11 04:11:40

【问题描述】：

有人知道我如何以美观合理的方式绘制多路树吗？ 信息：

大约 100 项 每个级别的项目数量大致相同 10 级 每个节点有 0（叶）到 6 个子节点 每个节点都指定它自己的级别，不管他的根。

我目前正在使用PIL，将每个“线”划分为img.size()[0]/节点数，并用draw.line画线表示边缘，但它完全搞砸了

我希望你能帮助我=]，任何需要的信息我都会发布。

【参考方案1】：

因此，渲染图是graphviz 的独特之处，它也恰好有几个提供 python 绑定的库。在我看来，这些绑定库中最好的是pygraphviz。 Graphviz 可能是最好的解决方案，也可能是最简单的解决方案。

您在问题中描述的特定布局是一种分层的分层方案，由 graphviz 的 dot 布局引擎轻松执行。 Dot 执行渲染以确保图形以自然树配置布局 - 即，父节点位于其子节点之上；相同等级的节点（从根开始的级别）尽可能在 y 轴上等位，并尽可能保持自然对称性。

（注意：令人困惑的是，dot 是指组成 graphviz 的几个布局引擎之一，但 dot 也是名称和文件扩展名所有graphviz文档的文件格式，无论它们如何呈现）。

正如您在下面的代码中看到的那样，使用 pygraphviz，选择 dot 作为图形的布局引擎很简单，尽管它实际上不是默认设置 (neato是）。

这是我制作的快速图表，然后使用 dot 进行渲染——通过 pygraphviz 使用 graphviz 创建和渲染。

请注意，该图具有完美的布局——相同度数的节点沿垂直轴处于同一水平，子节点呈现在父节点下方，并且尽可能保留自然“对称性”（例如，父节点位于在它的两个子节点之上。正如你所看到的，我的代码都没有手动控制布局——graphviz，即dot，自动处理它。

import pygraphviz as PG

A = PG.AGraph(directed=True, strict=True)

A.add_edge("7th Edition", "32V")
A.add_edge("7th Edition", "Xenix")
# etc., etc.

# save the graph in dot format
A.write('ademo.dot')

# pygraphviz renders graphs in neato by default, 
# so you need to specify dot as the layout engine
A.layout(prog='dot')


# opening the dot file in a text editor shows the graph's syntax:
digraph unix 
  size="7,5";
  node [color=goldenrod2, style=filled];
  "7th Edition" -> "32V";
  "7th Edition" -> "V7M";
  "7th Edition" -> "Xenix";
  "7th Edition" -> "UniPlus+";
  "V7M" -> "Ultrix-11";
  "8th Edition" -> "9th Edition";
  "1 BSD" -> "2 BSD";
  "2 BSD" -> "2.8 BSD";
  "2.8 BSD" -> "Ultrix-11";
  "2.8 BSD" -> "2.9 BSD";
  "32V" -> "3 BSD";
  "3 BSD" -> "4 BSD";
  "4 BSD" -> "4.1 BSD";
  "4.1 BSD" -> "4.2 BSD";
  "4.1 BSD" -> "2.8 BSD";
  "4.1 BSD" -> "8th Edition";
  "4.2 BSD" -> "4.3 BSD";
  "4.2 BSD" -> "Ultrix-32";

【讨论】：

完美，我只需要优化布局、颜色、耶稣的血...谢谢。 =]

@doug，你能告诉我如何使用参数设置节点级别（行）吗？只是为了美观。

@BrainStorm：好吧，dot 通常会在没有任何额外配置的情况下解决这个问题。强制这个节点配置——设置一个明确的约束——并不难，但需要两个步骤：（i）定义一个“子图”（图中的节点组具有相同的水平位置）； (ii) 在子图定义中，设置“rank”属性，如下所示：rank=same。 cmets 中的空间不足，无法进一步解释子图，但此页面给出了简单的示例：graphviz.org/content/cluster

Dot (Graphviz) 有一个地方落伍了：如果你想有某种排序除了拓扑，你必须真正破解它。例如，如果要绘制二叉树，则哪个子节点向左哪个向右很重要。您可以使用子图、不可见边、rank=same 约束来实现这一点……但这并不漂亮。

pygraphviz 无法在 Windows 上安装。我最终使用了 pydot。