DOT

有个软件，名叫 dot，来自 Graphviz。它只懂 DOT 语言，能够根据这种语言的描述来画图。

它会画什么图呢？

有向图。

马尔克斯的《百年孤独》这本书的主角是一个家族。这个家族的谱系，就可以构成有向图。若未读过《百年孤独》，不妨去读几遍。虽然也算世界名著，但应该很快就能看完。有不少人一年能读几百本书，《百年孤独》总是会出现在他们所列书单之内。下面就尝试用 DOT 语言描述一下这个家族的谱系。

这个很孤独的家族，一共七代人：

@ 七代人 #
{第一代 何塞·阿尔卡蒂奥·布恩迪亚 乌尔苏拉}
{第二代 何塞·阿尔卡蒂奥（水手） 庇拉尔·特尔内拉（占卜者） 奥雷里亚诺·布恩迪亚（上校） 阿玛兰妲（灼手者） 十七位不知名女性}
{第三代 阿尔卡蒂奥（小独裁者） 桑塔索菲亚·德拉·彼达 奥雷里亚诺·何塞（姑妈控） 奥雷里亚诺·特里斯特、奥雷里亚·诺斯特诺以及其他十五人}
{第四代 蕾梅黛丝（美人儿） 何塞·阿尔卡蒂奥第二（斗鸡者） 奥雷里亚诺第二（养牛者） 费尔南达·德尔·卡皮奥（女王样）}
{第五代 何塞·阿尔卡蒂奥（掘金者）雷纳塔·蕾梅黛丝（梅梅） 马乌里肖·巴比伦 阿玛兰妲·乌尔苏拉（牝猫）}
{第六代 奥雷里亚诺·巴比伦（姨妈控）}
{第七代 猪尾巴}
@

为了简单起见，这个家族的风流韵事以及未能留下子嗣的女性，被我刻意忽略了。我觉得这些女性与这个家族的关系可以做成一张无向图，这个以后再说吧。

将上述 DOT 代码嵌入到有向图的结构中，可得

@ 第一次尝试 #
digraph test_1st {
    # 七代人 @
}
@

digraph 是一个关键字，或将其视为一个指令，用于声明有向图结构。

注：倘若看过《文化编程》一文，便可使用 orez 从这份文档中抽取 DOT 代码。

假设上述 DOT 代码皆位于 foo.dot 文件（文本文件），绘图命令如下：

$ orez -t -e "第一次尝试" foo.md -o first.dot
$ dot -Tpng first.dot -o first.png

这样，dot 便可以画出图，但结果非我所期，年代与人物都位于同一行，而且图片扁且长，肉眼难辨：

这是因为，我的描述中所用的「第 x 代」，这里面的时间只对我有意义， dot 并没有这种时间概念。我只好明确地告诉它：

@ 时间 #
第一代 -> 第二代 -> 第三代 -> 第四代 -> 第五代 -> 第六代 -> 第七代
@

@ dot，我告诉你时间！#
digraph have_time {
    # 时间 @
    # 七代人 @
}
@

结果依然非我所期，dot 的确能把年代按照时间的顺序画出，但是人物依然还都在同一行。见下图

这是因为，尽管在描述七代人之时，我已刻意将同一代人放入大括号内，但 dot 依然不清楚各个人物属于哪代。例如

{第一代 何塞·阿尔卡蒂奥·布恩迪亚 乌尔苏拉}

这种形式，在 DOT 语言里，称为子图。它的完整形式可以写为：

subgraph 子图_1 {第一代 何塞·阿尔卡蒂奥·布恩迪亚 乌尔苏拉}

subgraph 用于声明一个子图，而 子图_1 是子图的名字——可根据需要，自行取名。在 dot 看来，大括号内的 第一代、何塞·阿尔卡蒂奥·布恩迪亚 以及 乌尔苏拉，它们并没有区别，都是图的结点，类似于渔网上的结点。

要让 dot 理解各个人物属于哪代，需要指定子图内的结点的阶级（rank）属性。dot 能够理解四种阶级属性，same，min，source，max 或 sink。same 表示子图内的结点属于同一阶级。min 表示子图内的结点与子图外的最底层结点属于同一阶级。max 表示表示子图内的结点与子图外的最高层结点属于同一阶级。source 与 sink 比 min 与 max 更严酷，分别让子图内的结点位于最底层或最高层。

现在只需要在各代人物所构成的子图内使用 same 属性，即：

{rank=same 第一代 何塞·阿尔卡蒂奥·布恩迪亚 乌尔苏拉}
{rank=same 第二代 何塞·阿尔卡蒂奥（水手） 庇拉尔·特尔内拉（占卜者） 奥雷里亚诺·布恩迪亚（上校） 蕾梅黛丝·摩斯科特 阿玛兰妲（灼手者） 十七位不知名女性}
{rank=same 第三代 阿尔卡蒂奥（小独裁者） 桑塔索菲亚·德拉·彼达 奥雷里亚诺·何塞（姑妈控） 奥雷里亚诺·特里斯特、奥雷里亚·诺斯特诺以及其他十五人}
…… …… ……
{rank=same 第七代 猪尾巴}

由于每个子图都是 rank=same，那么就可以将这个属性提到所有子图的外部，于是有

@ 第二次尝试 #
digraph test_2nd {
    # 时间 @
    rank=same
    # 七代人 @
}
@

共同属性提出来，放在各个子图的上部，那么它描述的就是这些子图的母图属性。母图的属性会被属性设定语句之后的子图继承。

dot 现在真正明白了我的意图，便画出下面的图：

接下来，要理清这七代人之间的关系：

@ 七代人的关系 #
{何塞·阿尔卡蒂奥·布恩迪亚 乌尔苏拉} -> {何塞·阿尔卡蒂奥（水手） 奥雷里亚诺·布恩迪亚（上校） 阿玛兰妲（灼手者）}
{何塞·阿尔卡蒂奥（水手） 庇拉尔·特尔内拉（占卜者）} -> 阿尔卡蒂奥（小独裁者）
{奥雷里亚诺·布恩迪亚（上校） 庇拉尔·特尔内拉（占卜者）} -> 奥雷里亚诺·何塞（姑妈控）
{奥雷里亚诺·布恩迪亚（上校） 十七位不知名女性} -> 奥雷里亚诺·特里斯特、奥雷里亚·诺斯特诺以及其他十五人
{阿尔卡蒂奥（小独裁者） 桑塔索菲亚·德拉·彼达} -> {蕾梅黛丝（美人儿） 何塞·阿尔卡蒂奥第二（斗鸡者） 佩特拉·科斯特 奥雷里亚诺第二（养牛者）}
{奥雷里亚诺第二（养牛者） 费尔南达·德尔·卡皮奥（女王样）} -> {何塞·阿尔卡蒂奥（掘金者） 雷纳塔·蕾梅黛丝（梅梅） 阿玛兰妲·乌尔苏拉（牝猫）}
{雷纳塔·蕾梅黛丝（梅梅） 马乌里肖·巴比伦} -> 奥雷里亚诺·巴比伦（姨妈控）
@

家族的谱系，记录的不过是谁和谁生了谁。将上述 DOT 代码中的 -> 理解为「生」即可。例如：

{何塞·阿尔卡蒂奥·布恩迪亚 乌尔苏拉} -> {何塞·阿尔卡蒂奥（水手） 奥雷里亚诺·布恩迪亚（上校） 阿玛兰妲（灼手者）}

表示何塞·阿尔卡蒂奥·布恩迪亚与乌尔苏拉，生育了三个孩子，何塞·阿尔卡蒂奥、奥雷里亚诺·布恩迪亚、阿玛兰妲。属于同一代人的合法夫妇可以用两个子图来构成结点之间的走向，本质上这是一种乘法运算。

这个家族的第五代与第六代，有一对男女发生了乱伦，这时就没法用子图的形式来表示这对男女生了猪尾巴，否则会导致 dot 误以为第五代与第六代是同一代人……程序就是这样傻，所以不要随便乱伦。

奥雷里亚诺·巴比伦与阿玛兰妲·乌尔苏拉生了猪尾巴，这件事，只能像下面这样记录：

@ 乱伦 #
奥雷里亚诺·巴比伦（姨妈控） -> 猪尾巴
阿玛兰妲·乌尔苏拉（牝猫） -> 猪尾巴
@

于是有

@ 第三次尝试 #
digraph test_3rd {
    # 时间 @
    rank=same
    # 七代人 @
    # 七代人的关系 @
    # 乱伦 @
}
@

dot 的输出结果为：

像这样的图，就叫有向图。

dot 画出来的这种有向图，其特点具有层次性，所以特别适合绘制像家谱这种形式的图。

现在，这个家谱图是画了出来，但是它基本上还是写意的，并不美观。要美化一下，也是可以的，但这需要劳心而伤神。对于这个家谱图，从「美学」的角度，我愿意做的美化是去掉「第 x 代」的椭圆框，并且将家族中的女性的名字标为蓝色。女人是水做的，而且还是海水。

首先去掉「第 x 代」的外框：

@ 第四次尝试 #
digraph test_4th {
    rank=same
    node[shape=plaintext]
    # 时间 @
    node[shape=ellipse]
    # 七代人 @
    # 七代人的关系 @
    # 乱伦 @
}
@

这里所作的变动是，在时间段落之前增加 node[shape=plaintext] 语句。shape=plaintext 的意思是，结点的形状是无外框的普通文本。

由于 node[shape=plaintext] 设置的是图中所有结点的形状，而我想保留每个人的名字的椭圆外框，因此不得不在 # 七代人 @ 代码段落之前将结点外形重新设为 ellipse。

现在，dot 可以画出：

接下来，修改所有女性结点的名字颜色，没有什么好方法（或许是有，但我不知道），只能逐一设定：

@ 女性名字为蓝色的七代人 #
{第一代 何塞·阿尔卡蒂奥·布恩迪亚 乌尔苏拉[color=blue, fontcolor=blue]}
{第二代 何塞·阿尔卡蒂奥（水手） 庇拉尔·特尔内拉（占卜者）[color=blue, fontcolor=blue] 奥雷里亚诺·布恩迪亚（上校） 阿玛兰妲（灼手者）[color=blue, fontcolor=blue] 十七位不知名女性[color=blue, fontcolor=blue]}
{第三代 阿尔卡蒂奥（小独裁者） 桑塔索菲亚·德拉·彼达[color=blue,fontcolor=blue] 奥雷里亚诺·何塞（姑妈控） 奥雷里亚诺·特里斯特、奥雷里亚·诺斯特诺以及其他十五人}
{第四代 蕾梅黛丝（美人儿）[color=blue,fontcolor=blue] 何塞·阿尔卡蒂奥第二（斗鸡者） 奥雷里亚诺第二（养牛者） 费尔南达·德尔·卡皮奥（女王样）[color=blue,fontcolor=blue]}
{第五代 何塞·阿尔卡蒂奥（掘金者） 雷纳塔·蕾梅黛丝（梅梅）[color=blue,fontcolor=blue] 马乌里肖·巴比伦 阿玛兰妲·乌尔苏拉（牝猫）[color=blue,fontcolor=blue]}
{第六代 奥雷里亚诺·巴比伦（姨妈控）}
{第七代 猪尾巴}
@

将重写的七代人名单再加入 DOT 的图结构中：

@ 第五次尝试 #
digraph test_5th {
    rank=same
    node[shape=plaintext]
    # 时间 @
    node[shape=ellipse]
    # 女性名字为蓝色的七代人 @
    # 七代人的关系 @
    # 乱伦 @
}
@

现在，dot 便可以画出：

图中的各条边，也可以增加一些文字标注。譬如，第五代与第六代的乱伦生子，可以强调一下：

@ 带标注的乱伦 #
奥雷里亚诺·巴比伦（姨妈控） -> 猪尾巴 [color=red,label="乱伦"]
阿玛兰妲·乌尔苏拉（牝猫） -> 猪尾巴 [color=red,label="乱伦"]
@

于是 dot 可根据以下代码

@ 第六次尝试 #
digraph test_6th {
    rank=same
    node[shape=plaintext]
    # 时间 @
    node[shape=ellipse]
    # 女性名字为蓝色的七代人 @
    # 七代人的关系 @
    # 带标注的乱伦 @
}
@

画出

关于 DOT 的更多知识，自然是要去看它的文档：https://graphviz.gitlab.io/_pages/pdf/dotguide.pdf