未知节点坐标时可将图绘制到网格的算法、软件或库有哪些？

网格图绘制可行方案 #

1. Graphviz 约束布局 #

无需预先指定所有节点坐标，仅通过简单规则约束即可自动生成网格对齐的布局：

• 解析你的输入文件提取边和距离/方位规则，使用pygraphviz调用neato布局引擎
• 对带distance属性的边，设置边的len属性为对应距离值，开启全局参数mode=ipsep强制边长按设定值对齐
• 对loc-前缀的节点，按照方位规则给对应边添加权重约束：右侧连接的边设置dir=right weight=20，上方连接的边设置dir=up weight=20，引擎会自动推导所有节点的网格坐标
• 示例代码：

import pygraphviz as pgv
# 初始化图，开启网格对齐模式
G = pgv.AGraph(directed=False, layout="neato", args="-Gmode=ipsep -Gnodesep=1")
# 解析输入添加边示例
G.add_edge("n6", "n0", len=1)
G.add_edge("loc-1", "loc-2", dir="right", weight=20)
G.add_edge("loc-1", "loc-17", dir="up", weight=20)
# 导出图片
G.draw("grid_graph.png")

2. Networkx 自定义BFS布局生成 #

不到20行代码即可实现完全符合要求的网格布局，不需要依赖第三方布局引擎：

1. 提取所有节点和边的关系，记录每个节点对应的相邻节点方位规则
2. 选最小ID的节点作为起始点，坐标初始化为(0,0)
3. BFS遍历所有节点，访问子节点时按照方位规则直接计算其坐标：右侧x+1、上方y+1、左侧x-1、下方y-1
4. 遍历完成后得到所有节点的坐标字典，直接传入networkx.draw()的pos参数即可绘制

3. TikZ 网格图扩展 #

如果需要出版级矢量输出，可以使用LaTeX TikZ包的graphs.grid扩展，仅输入边关系和方位约束即可自动生成网格对齐的图。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Don