在 TikZ 中创建带有点和连接的图表

Question 1

这是使用 TikZ 的快速演示，部分基于 Thruston 的 Metapost 答案。

从正方形开始，制作正方形最简单的方法是 TikZrectangle操作，其用途如下

\draw (x1,y1) rectangle (x2,y2);

因此，只需用 between 这个词指定两个对角的坐标rectangle。

对于其他形状，你可以逐段绘制线条，例如

\draw (0,0) -- (0,1) -- (1,1);

它从 (0,0) 到 (0,1) 再到 (1,1) 画一条线。

要在行尾添加点，您可以使用arrows.meta库中的箭头。因此，您需要将其添加\usetikzlibrary{arrows.meta}到前言中。箭头在命令的可选参数中指定\draw，通常为\draw [<name of arrow tip>-<name of arrow tip>] ...;。箭头可以添加到路径的一端或两端。

因此，要在线的末端添加黑点，请使用

\draw [{Circle[]}-{Circle[]}] (0,0) -- (0,1);

Circle[]是箭头尖的名称。之所以在其周围使用括号对 ( {})，是因为您需要向解析器“隐藏”括号，这样]箭头尖的右括号 ( ) 就不会与的可选参数的右括号混淆\draw。

弧线可以用多种方式绘制。在下面的代码中，我使用了语法。这在和(x1,y1) .. controls (x2,y2) and (x3,y3) .. (x4,y4)之间绘制了一条曲线。我无法解释它如何比 TikZ 手册中的第一个教程更好地工作，所以我引用了第 2.4 节：(x1,y1)(x4,y4)

为此，TikZ 提供了一种特殊的语法。需要一个或两个“控制点”。它们背后的数学并不简单，但基本思想如下：假设您在点处 x，第一个控制点是。然后曲线将开始“朝处y的方向行进”，也就是说，曲线在处的切线将指向。接下来，假设曲线应该在处结束，第二个支撑点是。那么曲线确实会在处结束，并且曲线在处的切线将经过。yxxyzwzzw

我使用的控制点位于起点和终点右侧一个单位处。

下面的代码中还使用了另外两种语法，我之所以添加它们，是因为它们可能很有用。第一个是环境scope，它允许您向其中的所有命令添加设置。在这里我使用了

\begin{scope}[xshift=3cm]
...
\end{scope}

毫不奇怪，这将使其中的路径坐标向右移动 3 厘米。（此时可以提到默认单位长度为 1 厘米，因此\draw (0,0) -- (0,1);将绘制一条长度为 1 厘米的线。）

另一点是使用相对坐标。例如，如果你写下\draw (1,1) -- +(1,0) -- +(1,1);这将从(1,1)到(1+1,1+0) = (2,1)画一条线(1+1,1+1) = (2,2)。使用\draw (1,1) -- ++(1,0) -- ++(1,1);（注意两个加号）这将从到画一条线(1,1)。(1+1,1+0) = (2,1)换句话说(2+1,1+1) = (3,2)，使用一个加号，前一个显式坐标将始终是参考点，但使用两个加号，参考坐标将被移动。

也就是说，正如 Tom Bombadil 在评论中提到的那样，通过阅读 TikZ 手册（第 2-6 章）中的教程，您可能会学到所有这些内容，甚至更多。

\documentclass[border=4mm]{standalone}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{arrows.meta}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
\draw (0,0) rectangle (1,1);
\draw (0,1.5) rectangle +(1,1);
\draw [{Circle[]}-{Circle[]}] (2.5,0) -- (1.5,0) -- (1.5,1) -- (2.5,1);

\begin{scope}[xshift=3cm]
\draw [{Circle[]}-{Circle[]}] (0,0) -- ++(1,0) -- ++(0,1) -- ++(-1,0) -- 
     ++(0,1) -- ++(1,0) -- ++(0,1) -- ++(-1,0);

\draw [{Circle[]}-{Circle[]}] (2.5,0) -- (1.5,0) -- (1.5,1) -- 
     (2.5,1) .. controls (3.5,1) and (3.5,3) .. (2.5,3) -- 
     (1.5,3) -- (1.5,2) -- (2.5,2);
\end{scope}
\end{tikzpicture}
\end{document}

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