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：

Mermaid：基于文本生成流程图、时序图、关系图，常用于文档和网页。
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
Windows：请从 Graphviz 官网下载并安装。

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

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。