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论如何优雅地打印树与图

　　作者: Catshao　　　　发表时间：2021-01-30 20:09:32 浏览：590　|　评论：0　

>当我在调试数据结构的时候，错误出现，而命令行却无法优雅地呈现树的状态，只能自己在纸上作图。于是，我找到了一种优雅地打印树的方案。

醒醒，这次不是用命令行了，我们要用**Graphviz**来画图。这款软件对应的语言名叫dot，是一种解释性语言，神奇之处在于可以**自动排版**。

### 安装

[**下载地址**](http://www.graphviz.org/download/)

安装时请勾选环境变量
![环境变量](http://cat-shao.gitee.io/mypic/9eb22e605b93aac2742e87c8ab4fae6.png)

安装完后，为了查看方便，我们可以装一个vscode插件，没有vscode可以通过下面这行命令来输出一个图片
```
dot -Tpng sample.dot -o sample.png
```
-Tpng: 转化为png，sample.dot为输入文件，sample.png为输出文件。

#### vscode插件
![vscode](http://cat-shao.gitee.io/mypic/89dfae0330cae9fa3b5f20a915a7afc.png)

安装完需要重启，之后每当打开后缀为.dot的文件时，右上角会有一个放大镜的图标，用于渲染图。

### 编写语言

一个空的dot文件如下
```
digraph {
}
```

我们可以通过 节点名称 + 节点属性的方式来声明一个节点

```
digraph {
    a[label = "node", style = dotted]
}
```

这个节点名字为a，但是显示出来的是node，如果有style = dotted则这个节点会显示成虚线。

声明两个节点，我们可以将两个节点连接起来。

```
digraph {
    node1[label = "A"]
    node2[label = "B"]
    node1 -> node2[style = dotted, taillabel = "0"]
}
```

其中style同上，为虚线。taillabel可以在靠近节点的位置显示一个字符串，这使我们可以更加方便地查阅节点的信息（比如说AVL的平衡因子）

#### 画一棵AVL树

现在来实战一下，如何画一个AVL树呢？

这里运用前序遍历，既可以在画边的前方声明（即使dot支持在后方声明），又可以支持不写parent节点的AVL树。

如果你使用节点的数据来作为这个节点的变量名，若数据出现重复，你的图有可能变成这个样子：

![谔叉树](http://cat-shao.gitee.io/mypic/159c377c20e41acaca96e76bd2938b8.png)

一棵好端端的二叉树变成了这个样子。

所以我们使用这个节点的指针的值，可以有效避免这个问题。因为dot是自动排版，若节点为链节点（左节点无或右节点无），那么无法从图中得知这是左子树还是右子树，于是我们需要用虚线画NULL节点，对NULL也需要加一个（莫须有的）内存，以防所有NULL连接到同一个节点去了。

成功图片：

![AVL树](http://cat-shao.gitee.io/mypic/d454d07dcb6b541030346160906a093.png)

代码：

```cpp
void printNode(node* current) {
    if (current == NULL) {
        return;
    }

printf("n%d[label = \"%d\"]\n", current, current->data);

if (current->left != NULL) {
        printf("n%d -> n%d[style = blod, taillabel = \"%d\"]\n", current, current->left, getBF(current));
    } else {
        printf("null%d[label = \"null\", style = dotted]\n", current);
        printf("n%d -> null%d[style = dotted, taillabel = \"%d\"]\n", current, current, getBF(current));
    }

if (current->right != NULL) {
        printf("n%d -> n%d[style = blod, taillabel = \"%d\"]\n", current, current->right, getBF(current));
    } else {
        printf("null%d[label = \"null\", style = dotted]\n", current + 1);
        printf("n%d -> null%d[style = dotted, taillabel = \"%d\"]\n", current, current + 1, getBF(current));
    }
    printNode(current->left);
    printNode(current->right);
}

void printTree() { // 显示图
    freopen("tree.dot", "w", stdout);
    printf("digraph {\n");
    printNode(root);
    printf("}");
    freopen("CON", "w", stdout);
    printf("output .dot file in tree.dot\n");
}
```

注意：上文用的代码用到了freopen，为了恢复命令行输出使用了freopen("CON", "w", stdout); 这种行为是不推荐的，在MacOS和Linux上无法正常运行。

如果你想学习更多关于graphviz的技巧，可以看一下[这篇文章](https://www.cnblogs.com/shuqin/p/11897207.html)

参考：
* [Graphviz 画图的一些总结](https://www.cnblogs.com/shuqin/p/11897207.html)

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