Диаграммы и графы в LaTeX с использованием PGF/TikZ 3.0
Несколько месяцев назад вышел графический пакет для LaTeX PGF/TikZ 3.0, и в нём появилось немало интересных штук. В этой статье мы попробуем их применить для рисования простой блок-схемы. Нарисуем, например, кусочек известной схемы определения языка по письменности. Средства, уже рассмотренные в ранее опубликованной статье, трогать не будем, а поговорим об упрощённой нотации записи графов и управлением позиционированием узлов и ветвлением графа.
Упрощённая нотация графовСтандартными командами рисования узлов и линий в TikZ являются \node и \path, но код с ними получается довольно многословным и за забором из команд \node можно потерять саму диаграмму. В TikZ 3.0 появилась упрощённая нотация для графов, позаимствованная из известного пакета Graphviz и его языка DOT. В DOT-нотации простейший граф можно записать как последовательность текстовых меток и псевдострелочек, вроде a → b → c.
Начнём с преамбулы:
\usepackage{tikz} \usetikzlibrary{graphs} И сделаем простенький граф:
\begin{tikzpicture} \graph { Диакритика? → Да! → Французский }; \end{tikzpicture} Команда \graph в своём аргументе принимает описание графа в DOT-нотации, и мы полагаем, что получим цепочку из трёх вершин. В действительности же не всё так просто: наши метки сбились в кучамалу (пункт 1 на картинке «Цепочка Вершин»)
Позиционировать узлы графа можно вручную, и мы этим займемся в следующей части, но пока попробуем автоматическое позиционирование. Самое простое, что можно сделать, это подсказать TikZ’у в опциях команды \graph, куда должен расти граф и куда ветвиться. Давайте растить граф вправо, так чтоб центры узлов располагались на сетке с шагом три сантиметра (пункт 2):
\begin{tikzpicture} \graph[grow right=3cm] { Диакритика? → Да! → Французский }; \end{tikzpicture} Можно указать расстояние не между центрами, а между соседними краями узлов (пункт 3):
\begin{tikzpicture} \graph[grow right sep=2em] { Диакритика? → Да! → Французский }; \end{tikzpicture} Граф можно растить в любом направлении. Стандартные направления right, left, up, down ортогональны осям координат, но можно растить и под углом (пункт 4):
\begin{tikzpicture}
\graph[chain shift=(-45:1)] {
Диакритика? → Да! → Французский
};
\end{tikzpicture}
Произвольный текст в метках
Если в метке есть, например, дефис, или ещё что-нибудь более-менее сложное (математическая формула?), то нас без дополнительных подсказок не поймут, а вот если его закавычить, то всё будет ок:
\begin{tikzpicture} \graph[grow right sep=1em] { Диакритика? → Много над E:\\ \`{E}, \'{E}, \^{E}, \»{E} → Французский }; \end{tikzpicture}
\begin{tikzpicture} \graph[grow right sep=1em] { Диакритика? → «Много над E:\\ \`{E}, \'{E}, \^{E}, \»{E}» → Французский }; \end{tikzpicture} Ветвление графа Давайте сделаем нашу схему посложнее и добавим ветвление. В DOT-нотации узлы можно объединить в группу при помощи фигурных скобок и к каждому из узлов группы провести дугу из узла-предка:
\begin{tikzpicture}
%% Опция nodes определяет параметры всех узлов графа. align=center центрирует текст в узле
\graph[nodes={align=center}, grow down sep, branch right sep] {
Диакритика? →
{
«Много над E:\\ \`{E}, \'{E}, \^{E}, \»{E}» → Французский,
Мало → «Хоть что-то есть?» →
{
»\c{C} и \»{E}» → Точно не французский? →
{
«Ой$\dots$он» → Французский,
Вроде нет → Албанский
},
«Только \»{A} и \»{O} \\, но мноогоо \\ сдвооенных» → Финский
}
}
};
\end{tikzpicture}
Как видите, из узлов-вопросов провелись дуги к соответствующим узлам-ответам. За расположение узлов при ветвлении отвечает параметр branch, в нашем случае right sep говорит что ветвление должно идти вправо, с одинаковым расстоянием между слоями. Он может принимать и другие значения, аналогично параметру grow. Кстати, нам понадобилось указать выравнивание текста в узлах, без которого не сработали бы переносы строк в метках
Но у нас, похоже, проблема. Дуга из узла «Ой… он» к выводу «Французский» провелась, но пошла куда-то вверх. Нельзя ли сделать так, чтоб вывод «Французский» был ниже всех предшествующих ему вопросов и ответов? Если наивно поместить вывод «Французский» за всей группой после вопроса «Диакритика?» то дуги проведутся из всех листьев группы:
\begin{tikzpicture}
%% Добавим стиль рисования всех узлов
\graph[nodes={align=center, rectangle, draw=black}, grow down sep, branch right sep] {
Диакритика? →
{
«Много над E:\\ \`{E}, \'{E}, \^{E}, \»{E}»,
Мало → «Хоть что-то есть?» →
{
»\c{C} и \»{E}» → Точно не французский? →
{
«Ой$\dots$он»,
Вроде нет → Албанский
},
«Только \»{A} и \»{O} \\, но мноогоо \\ сдвооенных» → Финский
}
} →
Французский
};
\end{tikzpicture}
Но можно явно исключить листья из списка концов проводимых дуг, добавив опции not source и not target. Их названия несколько противоречивы: так, чтобы указать, что из узла «Албанский» не должна идти дуга в узел «Французский» надо приписать к узлу «Албанский» опцию [not target]
\begin{tikzpicture} \graph[nodes={align=center, rectangle, draw=black}, grow down sep, branch right sep] { Диакритика? → { «Много над E:\\ \`{E}, \'{E}, \^{E}, \»{E}», Мало → «Хоть что-то есть?» → { »\c{C} и \»{E}» → Точно не французский? → { «Ой$\dots$он», Вроде нет → Албанский[not target] }, «Только \»{A} и \»{O} \\, но мноогоо \\ сдвооенных» → Финский[not target] } } → Французский }; \end{tikzpicture} Пожалуй, для первой части хватит, а в следующих частях можно будет рассмотреть другие стратегии позиционирования узлов и варианты использования DOT-нотации.
Ссылки:[1] Исходный текст диаграмм из статьи и скомпилированный результат[2] Пакет PGF/TikZ
