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Grafici di disegno

TikZ - Layout manuale

Il pacchetto TikZ si presta molto bene per disegnare grafici.

Questo è un piccolo esempio (richiede TikZ 3.0+):

\documentclass{standalone}

\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{positioning,arrows.meta}

\begin{document}
  \begin{tikzpicture}[auto,vertex/.style={draw,circle}]
    \node[vertex] (a) {A};
    \node[vertex,right=1cm of a] (b) {B};
    \node[vertex,below right=1cm and 0.5cm of a] (c) {C};
    
    \path[-{Stealth[]}]
      (a) edge node {1} (b) 
      (a) edge (c)
      (c) edge (b);
  \end{tikzpicture}
\end{document}

Puoi creare grafici arbitrariamente complessi; fate attenzione al lungo codice, però. Ricorda che c'è \foreach e prendi nota di tutte le opzioni di posizionamento e stile (vedi il manuale di TikZ, sezione 13-17).

TikZ - Specifiche del grafico

TikZ fornisce una sintassi simile a DOT che è possibile utilizzare per aumentare considerevolmente il codice di disegno del grafico.

\documentclass{standalone}

\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{graphs,quotes,arrows.meta}

\begin{document}
  \begin{tikzpicture}
    \graph[nodes={draw,circle},edges={-{Stealth[]}}] {
      A -> ["1"] B, 
      A -> C,
      C -> B
    };
  \end{tikzpicture}
\end{document}

Come puoi vedere, scambi un controllo a grana fine per una sintassi più semplice. La libreria dei graphs brilla davvero quando specifichi grafici più complicati:

\documentclass{standalone}

\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{graphs,graphs.standard}

\begin{document}
  \begin{tikzpicture}
    \graph {
      A -> { subgraph I_n [V= {B,C,D}] } -> E 
    };
  \end{tikzpicture}
\end{document}

Ci sono molte più opzioni e grafici predefiniti; vedere la sezione 19 del manuale TikZ.

TikZ - Disegno grafico algoritmico

TikZ implementa diversi algoritmi per il layout grafico automatico (richiede LuaLaTeX).

\documentclass{article}

\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{graphs,graphdrawing,quotes}
\usegdlibrary{force}

\begin{document}
  \begin{tikzpicture}
    \graph[spring layout] {
      A -> ["1"] B, 
      A -> {C, D},
      C -> {B, D},
    };
  \end{tikzpicture}
\end{document}

Ci sono diversi algoritmi e molte opzioni per influenzarli. Vedere la parte IV del manuale di TikZ per i dettagli.

Diagramma di transizione di stato di una catena di Markov

Supponiamo che la seguente matrice sia la matrice di probabilità di transizione associata a una catena di Markov.

    0.5   0.2  0.3
P=  0.0   0.1  0.9
    0.0   0.0  1.0

Per studiare la natura degli stati di una catena di Markov, viene disegnato un diagramma di transizione dello stato della catena di Markov.

\documentclass[12pt,a4paper]{article}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{shapes,arrows,positioning}
\begin{tikzpicture}[->,>=stealth',shorten >=2pt, line width=3pt, 
                                  node distance=2cm, style ={minimum size=20mm}]
\tikzstyle{every node}=[font=\huge]
\node [circle, draw] (a) {1};
\path  (a) edge [loop above] (a);
\node [circle, draw] (b) [right=of a] {2};
\path  (b) edge [loop above] (b);
\draw[->] (a) -- (b);
\node [circle, draw] (c) [below=of a] {3};
\path  (c) edge [loop below] (c);
\draw[->] (a) -- (c);
\draw[->] (b) -- (c);
\end{tikzpicture}