使用 Python 测试 Mermaid 与 Graphviz 图表生成(支持中文)

在数据分析、系统建模或关系可视化场景中,我们常常需要将实体关系以图表形式展示。Python 社区中有两种流行的方案:

  1. Mermaid:基于文本生成流程图、时序图、关系图,常用于文档和网页。
  2. Graphviz:功能强大的图形可视化工具,支持 PNG、SVG 等多种输出格式。

本文将演示如何用 Python 测试生成 Mermaid 和 Graphviz 图表,并兼容中文显示。


一、准备工作

1. 安装依赖

bash 复制代码
pip install pydantic graphviz

注意:Graphviz 生成图像需要系统安装 Graphviz 可执行文件。

  • Ubuntu/Debian:
bash 复制代码
sudo apt-get install graphviz
  • macOS:
bash 复制代码
brew install graphviz

二、定义关系模型

我们使用 pydantic 定义实体关系模型,每条关系包含三个属性:subject、predicate、object。

python 复制代码
from pydantic import BaseModel, Field

class Relationship(BaseModel):
    subject: str = Field(...)
    predicate: str = Field(...)
    object: str = Field(...)

三、生成 Mermaid 图表

Mermaid 图表是文本驱动的,我们可以根据关系列表自动生成 Mermaid 流程图代码。

python 复制代码
from graphviz_render import relationships_to_mermaid

# 示例关系
relationships = [
    Relationship(subject="用户", predicate="登录", object="系统"),
    Relationship(subject="系统", predicate="验证", object="身份"),
    Relationship(subject="数据库", predicate="存储", object="用户信息"),
    Relationship(subject="AI助手", predicate="处理", object="请求"),
    Relationship(subject="文档", predicate="描述", object="功能")
]

mermaid_code = relationships_to_mermaid(relationships)
print("生成的Mermaid代码:\n")
print(mermaid_code)

Mermaid 输出示例

登录
验证
存储
处理
描述
用户
系统
身份
数据库
用户信息
AI助手
请求
文档
功能

你可以将上面的代码复制到 Mermaid Live Editor 查看效果。


四、生成 Graphviz 图表

Graphviz 可以直接生成图片文件(PNG、SVG),适合嵌入文档或网页。

python 复制代码
from pathlib import Path
from graphviz_render import relationships_to_png

output_path = Path("./test_relationships.png")

try:
    relationships_to_png(relationships, output_path)
    print(f"Graphviz图表已保存到: {output_path.absolute()}")
except Exception as e:
    print(f"生成Graphviz图表时出错: {e}")
    print("可能原因:未安装Graphviz或中文字体缺失")

运行后,你将得到如下关系图:

复制代码
用户 --登录--> 系统
系统 --验证--> 身份
数据库 --存储--> 用户信息
AI助手 --处理--> 请求
文档 --描述--> 功能

如果中文显示异常,可以在 Graphviz 中设置字体,例如:

python 复制代码
dot.attr(fontname="Microsoft YaHei")

五、完整测试脚本

python 复制代码
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

from pydantic import BaseModel, Field
from pathlib import Path
from graphviz_render import relationships_to_mermaid, relationships_to_png

class Relationship(BaseModel):
    subject: str = Field(...)
    predicate: str = Field(...)
    object: str = Field(...)

def test_mermaid_generation():
    relationships = [
        Relationship(subject="用户", predicate="登录", object="系统"),
        Relationship(subject="系统", predicate="验证", object="身份"),
        Relationship(subject="数据库", predicate="存储", object="用户信息"),
        Relationship(subject="AI助手", predicate="处理", object="请求"),
        Relationship(subject="文档", predicate="描述", object="功能")
    ]
    mermaid_code = relationships_to_mermaid(relationships)
    print("生成的Mermaid代码:\n", mermaid_code)
    return relationships

def test_graphviz_generation(relationships):
    output_path = Path("./test_relationships.png")
    try:
        relationships_to_png(relationships, output_path)
        print(f"Graphviz图表已保存到: {output_path.absolute()}")
    except Exception as e:
        print(f"生成Graphviz图表时出错: {e}")

if __name__ == "__main__":
    rels = test_mermaid_generation()
    test_graphviz_generation(rels)

六、小结

  • Mermaid 适合快速生成文档内的关系图,依赖文本描述。
  • Graphviz 更专业,适合生成高质量图片,但需要安装系统依赖。
  • 中文显示需要注意字体配置,尤其是 Graphviz。

通过本文,你可以快速测试 Python 生成 Mermaid 和 Graphviz 图表,并进行中文支持处理。

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