直方图、流程图

kuing · 发表于 2016-11-22 15:56

话说前些天用latex给v6排版某资料，由于包含了高中数学各种内容，不得不撸一些从没撸的无聊东西，其中两样就是直方图和流程图，下面来记录一下，以免日后遗忘（因为平时不排这些，易忘）。

一、直方图

中学阶段的直方图都差不多，格式较为固定，所以还是较好处理的。

%需要的宏包和库
\usepackage{amsmath}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{calc}
\tikzset{every picture/.style={>=latex}}
%坐标轴设定
\newcommand\plzj{$\dfrac{\text{频率}}{\text{组距}}$}
\newcommand\zftw{--++(0.2,0)
--++(0.05,0.15)--++(0.1,-0.3)--++(0.05,0.15)
--++(0.05,0.15)--++(0.1,-0.3)--++(0.05,0.15)
--++(0.05,0.15)--++(0.1,-0.3)--++(0.05,0.15)
--++(0.2,0)}
\newcommand\zftzb[6]{%
\draw[<->] (0,#3/\zftyb)node[right]{\plzj}
--(0,0)node[below]{0} \zftw --(#1,0)node[above]{#2};
\foreach \i in {1,2,...,#6} {
\node[below] at (\i,0) {\pgfmathparse{int(#4+#5*(\i-1))}\pgfmathresult};
}}
%用法：
%\zftzb{x轴长}{x轴标}{y轴长}{x轴刻度开始}{组距}{刻度个数}
%此处y轴长非实际长度，而是比最高的直方数值大一些即可
%画直方命令
\newcount\zftctr
\newcommand\zftyb{1}%y轴的比例
\makeatletter
\newcommand\zft{\@ifstar{\zftb}{\zfta}}
\makeatother
\newcommand\zfta[2][]{\advance\zftctr by 1\relax
\draw (\zftctr,#2/\zftyb) rectangle (\zftctr+1,0);
\draw[dashed] (0,#2/\zftyb)node[left,#1]{#2}--(\zftctr,#2/\zftyb);
}
\newcommand\zftb[1]{\advance\zftctr by 1\relax
\draw (\zftctr,#1/\zftyb) rectangle (\zftctr+1,0);
}
%用法：
%用\zft{...}画直方，无需标y值的用\zft*{...}，
%调节数字位置用\zft[shift={(...)}]{...}
\newcommand\zftkz{%靠左式，即组从0开始时用
\zftctr=-1\relax\def\zftw{}}

复制代码

%实例

\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\def\zftyb{0.008}%设定y轴比例，一定要先设
\zftzb{8}{分数}{0.036}{40}{10}{7}
%\zftzb{x长}{x标}{y长}{刻度始}{组距}{刻度数}
\zft{0.005}
\zft*{0.015}
\zft{0.030}
\zft{0.025}
\zft{0.015}
\zft{0.010}
\end{tikzpicture}
\begin{tikzpicture}
\def\zftyb{0.01}
\zftkz
\zftzb{6}{指标}{0.045}{10}{10}{5}
\zft[shift={(0,-2pt)}]{0.006}
\zft{0.026}
\zft{0.038}
\zft{0.022}
\zft[shift={(0,2pt)}]{0.008}
\end{tikzpicture}
\end{document}

复制代码

效果：

测试文档：

Zhift.tex (1.89 KB, 下载次数: 1401)

kuing · 发表于 2016-11-22 16:02

二、流程图

\usepackage{amsmath}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{
shapes.geometric, %几何形状
calc, %计算
positioning %用于定位
}
\tikzset{
every picture/.style={
>=latex,
node distance=5mm and 5mm
%有无and的区别见手册positioning部分
}}
%定义框形状
\tikzstyle{SS} %开始结束
=[rounded corners, draw]
\tikzstyle{IO} %输入输出
=[trapezium, trapezium left angle=70, trapezium right angle=110, draw]
\tikzstyle{NR} %内容
=[draw]
\tikzstyle{PD} %判断
=[diamond, aspect=4, draw, inner sep=1.5pt]

复制代码

%例1

\begin{tikzpicture}[->]
%放框
\node[SS](start){开始};
\node[IO, below=of start](in){输入$N$};
\node[NR, below=of in](n1){$k=1$, $S=0$};
\node[NR, below=of n1](n2){$S=S+\dfrac1{k(k+1)}$};
\node[NR, right=of n2](n3){$k=k+1$};
\node[PD, below=of n2](pd){$k<N$};
\node[IO, below=of pd](out){输出$S$};
\node[SS, below=of out](stop){结束};
%连线
\path
(start) edge (in)
(in) edge (n1)
(n1) edge (n2)
(n2) edge (pd)
(pd) edge node[right]{否}(out)
(out) edge (stop);
\draw (pd.east)node[below]{是} -| (n3);
\draw (n3) |- ($(n1.south)!0.5!(n2.north)$);
\end{tikzpicture}

复制代码

效果：

%例2

\begin{tikzpicture}[->]
\node[SS](start){开始};
\node[NR, below=of start](n1){$a=1$};
\node[NR, below right=1mm and 5mm of n1](n2){$a=a^2+2$};
\node[PD, below=8mm of n1](pd){$a<10$?};
\node[IO, below=of pd](out){输出$a$};
\node[SS, below=of out](stop){结束};
\path (start) edge (n1)
(n1) edge (pd)
(pd) edge node[right]{否}(out)
(out) edge (stop);
\draw (pd.east)node[below]{是} -| (n2);
\draw (n2) -- (n2-|n1);
\end{tikzpicture}

复制代码

效果：

%例3

\begin{tikzpicture}[->]
\node[SS](start){开始};
\node[IO, below=of start](in){输入$x$, $t$};
\node[NR, below=of in](n1){$M=1$, $S=3$, $k=1$};
\node[PD, below=of n1](pd){$k\le t$};
\node[NR, on grid, below left=1cm and 2cm of pd](n3){$M=\dfrac Mkx$};
\node[IO, on grid, below right=1cm and 2cm of pd](out){输出$S$};
\node[NR, below=of n3](n4){$S=M+S$};
\node[NR, below=of n4](n5){$k=k+1$};
\node[SS, below=of out](stop){结束};
\path (start) edge (in)
(in) edge (n1)
(n1) edge (pd)
(n3) edge (n4)
(n4) edge (n5)
(out) edge (stop);
\draw (pd) -| node[left]{是} (n3);
\draw (pd) -| node[right]{否} (out);
\draw (n5.west)--++(-0.5,0) |- ($(n1.south)!0.5!(pd.north)$);
\end{tikzpicture}

复制代码

效果：

更多实例见测试文档：

LiuCT.tex (5.25 KB, 下载次数: 988)

isee · 发表于 2016-11-22 16:30

嘿嘿，果然是需要用时才搞。

这个很有参考价值，特别对试卷排版有要求的。

kuing · 发表于 2016-11-22 17:09

回复 3# isee

没事谁会去搞这些无聊的东西

abababa · 发表于 2016-11-22 19:10

唉，有一阵还想学学怎么编程序，结果最终没学下去。看网友编程解决一些问题总觉得很强大的样子，从智力趣题到网页分析，还有好多东西都用程序来做。

青青子衿 · 发表于 2019-3-13 22:25

本帖最后由青青子衿于 2019-3-14 13:11 编辑 回复 4# kuing

没事谁会去搞这些无聊的东西
kuing 发表于 2016-11-22 17:09

我呀

程序框图真好玩！

\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\begin{scope}[->]
\node[SS](start){开始};
\node[IO, below=of start](in) %输入正整数
{输入$M$};
\node[PD, below=of in](pd1) %判断正整数
{$M$是否为正整数};
\node[NR, below=of pd1,align=center](n1) %求出标准分解
{求出$M$的\\标准素数分解};
\node[PD, below=of n1,align=center,font=\zihao{5},scale=0.7](pd2) %判断是否含模4余3的素因子
{是否含$3\pmod{4}$型素因子};
\node[IO, on grid, below right=4.5cm and 3cm of pd2,align=center,font=\zihao{6}](out1) %输出能分解为两个整数的平方和
{输出$M$能\\分解为两个\\整数的平方和};
\node[NR, on grid, below left=1cm and 3cm of pd2,align=center,font=\zihao{6}](n2) %只求出模4余3型素因子的次数
{只求出\\$3\pmod{4}$型\\素因子的次数};
\node[PD, below=of n2,align=center,font=\zihao{5},scale=0.7](pd3) %判断每一个素因子的次数是否都是偶数
{每一个所求次数是否都是偶数};
\node[IO, below=of pd3,align=center,font=\zihao{6}](out2) %输出M不能分解为两个整数的平方和
{输出$M$不能\\分解为两个\\整数的平方和};
\node[below=5cm of pd2](bstop){}; %结束之前
\node[SS, below=6cm of pd2](stop){结束}; %结束
\path
(start) edge (in)
(in) edge (pd1)
(pd1) edge (n1)
(n1) edge (pd2)
(n2) edge (pd3);
\draw (pd1.east)--++(0.5,0)node[right]{否} |- ($(start.south)!0.5!(in.north)$);
\draw (pd1) edge node[left]{是} (n1);
\draw (pd2) -| node[left]{是} (n2);
\draw (pd2) -| node[right]{否} (out1);
\draw (pd3) edge node[right]{否} (out2);
\end{scope}
\draw (out2)|- (bstop.center);
\draw (out1)|- (bstop.center);
\draw[->](bstop.center)--(stop.north);
\draw[->](pd3.east)--node[above]{是}(pd3.east-|out1.north);
\end{tikzpicture}
\end{document}

复制代码

odds · 发表于 2019-12-11 13:49

学习了，有一个问题，比如有些直方图要求某个纵坐标，那个位置标a,b，这个怎么实现呢？

odds · 发表于 2019-12-11 14:34

第二个问题，流程图某个框要留白，设置问题，可是一旦没有文字，就会显示一个很小的框，能不能输入一些文字，把框撑大，但不显示呢，或者直接把框变得大一些

色k · 发表于 2019-12-11 15:50

回复 8# odds

直接把框变得大一些，可以设定框的 minimum height 和 minimum width 使之高度和宽度不少于设定的值。
比如上面例1 的
\node[NR, below=of n1](n2){\$S=S+\dfrac1{k(k+1)}\$};
这行改成
\node[NR, below=of n1, minimum height=1cm, minimum width=3cm](n2){};
酱紫。
但测试时发现，对于输入输出的平行四边形框，用它好像有点问题。

另一种方法就是用 \phantom ，比如
\node[NR, below=of n1](n2){\phantom{\$S=S+\dfrac1{k(k+1)}\$}};
就是你想要的输入东西把框撑大但不显示，这种方法对所有情况都没问题，而且还能确保和有公式时是一样大的。

色k · 发表于 2019-12-11 16:34

学习了，有一个问题，比如有些直方图要求某个纵坐标，那个位置标a,b，这个怎么实现呢？ ...
odds 发表于 2019-12-11 13:49

意思是要将左边那些 0.0几的某些换成字母是吗？如果是的话，那再建一个命令来画好了，比如
\newcommand\zftx[3][]{\advance\zftctr by 1\relax
\draw (\zftctr,#2/\zftyb) rectangle (\zftctr+1,0);
\draw[dashed] (0,#2/\zftyb)node[left,#1]{#3}--(\zftctr,#2/\zftyb);
}
酱紫。
使用的时候比如

\begin{tikzpicture}
\def\zftyb{0.008}%设定y轴比例，一定要先设
\zftzb{8}{分数}{0.036}{40}{10}{7}
%\zftzb{x长}{x标}{y长}{刻度始}{组距}{刻度数}
\zft{0.005}
\zft*{0.015}
\zft{0.030}
\zftx{0.025}{$a$}
\zftx{0.015}{$b$}
\zft{0.010}
\end{tikzpicture}

复制代码

odds · 发表于 2019-12-11 18:09

实现了！感谢楼上！虽然还不会直接@楼上，而且代码并没有看懂，哈哈哈如果想看懂代码，可以怎么学习一下呢，谢谢！！！

kuing · 发表于 2019-12-11 23:32

回复 11# odds

在相应楼层点“回复”来回帖就相当于 @ 他了啊
不过，色k就是我，我就是色k

想看懂代码的话，得对 latex 有一定基础，还要了解 tikz，这需要有足够的闲情……

odds · 发表于 2019-12-12 00:06

回复 12# kuing

了解层内回复这项技术了，我在通过看代码推测tikz语句功能，有木有可以学习这些语句的资料哩

kuing · 发表于 2019-12-12 00:13

回复 13# odds

系统自带手册，命令行运行 texdoc tikz 即可，千多页，英文的。
网上也有人整理了学习笔记，中文版的，见：latexstudio.net/archives/11825.html

odds · 发表于 2019-12-17 23:22

回复 14# kuing

非常感谢

bolangnet · 发表于 2020-2-26 21:57

频分布直方图的横轴不支持显示小数的，请指导。。。

kuing · 发表于 2020-2-27 04:38

频分布直方图的横轴不支持显示小数的，请指导。。。
bolangnet 发表于 2020-2-26 21:57

噢，这是我的问题，没考虑到横轴会有小数的情况，那我的代码就得改进了……

首先说下为什么会造成不支持小数，是因为 tikz 的 \pgfmathparse 即使计算结果是整数也会带一个 .0 在后面，只有用 int() 之类的整数型函数才会没有，结果就是再也不会显示小数了。

要解决它，就是不用 int() 而另想办法，暂时想到用 siunitx 宏包，它可以处理数字的输出。

在导言区添加：
\usepackage{siunitx}
\sisetup{round-mode = places, round-precision = 0}%默认舍小数
然后画坐标轴的命令 \zftzb 改成：
\newcommand\zftzb[6]{%
\draw[<->] (0,#3/\zftyb)node[right]{\plzj}
--(0,0)node[below]{0} \zftw --(#1,0)node[above]{#2};
\foreach \i in {1,2,...,#6} {
\node[below] at (\i,0) {\pgfmathparse{#4+(\i-1)*#5}\num{\pgfmathresult}};
}}
这样，默认情况下是整数，当需要小数时，先用 \sisetup{round-precision = 保留的小数位数} 设置后再画即可（最好在 tikzpicture 环境内设置，只影响局部），比如：

\begin{tikzpicture}
\def\zftyb{0.008}%设定y轴比例
\sisetup{round-precision = 1}%保留一位小数
\zftzb{8}{分数}{0.036}{4}{0.2}{7}
%\zftzb{x长}{x标}{y长}{刻度始}{组距}{刻度数}
\zft{0.005}
\zft*{0.015}
\zft{0.030}
\zft{0.025}
\zft{0.015}
\zft{0.010}
\end{tikzpicture}

复制代码

得：

如果哪位有更好的办法，麻烦回帖告知

hyperhe · 发表于 2021-10-25 14:44

大佬，请问怎么修改坐标轴上点的距离啊？
在排版试卷结果发现大小不太符合

kuing · 发表于 2021-10-25 15:16

回复 18# hyperhe

在 \begin{tikzpicture} 后加 [xscale=0.8] 之类缩小一下可以吗？

hbghlyj · 发表于 2024-9-4 17:17

该页面被网站 aiolia.org/二叉树引用

LaTeX 有个 TikZ 包可以绘图。但 MathJax 没有类似的包。所以无法绘制二叉树。

建议是通过绘图软件绘制完毕后，以图片形式存在。

参考：http://kuing.orzweb.net/viewthread.php?tid=4319

参考：https://www.pianshen.com/article/31671226650/
在线画树网站（树结构的自动生成工具，免去手动画二叉树的烦恼）

参考：http://softlab.sdut.edu.cn/blog/xuqianhui/2017/06/28/latex%e6%a0%91%e7%8a%b6%e7%bb%93%e6%9e%84-forest/
Latex树状结构-Forest

参考：https://codereview.meta.stackexchange.com/questions/1828/how-do-i-draw-box-and-pointer-diagrams/1829#1829
拼接。
\[\newcommand{ptr}[1]{\overset{\mathtt{#1}}{\longrightarrow}} \begin{align*} &\mathtt{newNode} \\ &\quad\downarrow \\ \mathtt{head} \ptr{} \fbox{first} \ptr{next} &\fbox{another} \ptr{next} \mathtt{null} \\ &\fbox{second} \ptr{next} \fbox{rest} \ptr{next} \fbox{of} \ptr{next} \fbox{list} \ptr{next} \mathtt{null} \end{align*} \]
参考：https://meta.stackexchange.com/questions/278936/is-there-a-way-to-draw-trees-graphs-with-mathjax
参考：https://math.meta.stackexchange.com/questions/11049/is-there-a-way-to-draw-a-graph-vertices-edges-in-latex-on-this-website

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