LaTeX绘图备忘之编译原理相关例图绘制一

此文是为了方便以后绘制类似图形而写。本示例中使用了tikz宏包来绘制主体图形，使用qtree宏包绘制语法树。

示例图选自《编译原理》第2版第1章“图1-7 一个赋值语句的翻译”。下面是完整的示例代码：

% 博客园，繁星间漫步，陆巍的博客
\documentclass{article}

% 注意宏包顺序，有可能会报错
\usepackage{ctex}% 中文支持
\usepackage{geometry}% 用于页面设置
\usepackage{booktabs}% 增强表格功能
\usepackage{colortbl}% 表格颜色
\usepackage{multirow}% 支持表格的多行合并
\usepackage{longtable}% 支持长表格跨页
\usepackage{tikz}% 绘图
\usepackage{qtree}% 绘制语法分析树

% 载入tikz中的各种功能库
\usetikzlibrary{arrows.meta, chains, graphs}

% 设置为A4纸，边距适中模式（参考永中office）
\geometry{
  a4paper,
  left = 19.1mm,
  right = 19.1mm,
  top = 25.4mm,
  bottom = 25.4mm
}

% 定义表格对齐方式
\newcolumntype{L}[1]{>{\raggedright\arraybackslash}p{#1}}
\newcolumntype{C}[1]{>{\centering\arraybackslash}p{#1}}
\newcolumntype{R}[1]{>{\raggedleft\arraybackslash}p{#1}}


% tikz图形样式定义
% rectangle
\tikzset{
  rect1/.style = {
    shape = rectangle,
    draw = black,
    thick,
    align = center,
    minimum height = 5ex,
  }
}


% ------------------ 开始 -------------------
\begin{document}
\small
\begin{center}
  \begin{tikzpicture}[
      start chain = going below,
      node distance = 2.5ex,
      rect1,
      every node/.style = {
        text width = 14em,
        minimum height = 3ex
      },
      >={Latex[length = 2mm, width = 1mm]},
    ]
    \node[on chain](a){position = initial + rate * 60};
    \node[draw, on chain](b){词法分析器};
    \node[on chain, text width = 18em](c){
      ?id, 1? ?=? ?id, 2? ?+? ?id, 3? ?*? ?60?
    };
    \node[draw, on chain](d){语法分析器};
    \node[on chain](e){
      \Tree [.=
        {?id, 1?} [.+
          {?id, 2?} [.*
            {?id, 3?} 60 ]
        ]
      ]
    };
    \node[draw, on chain](f){语义分析器};
    \node[on chain, text width = 18em](g){
      \Tree [.=
        {?id, 1?} [.+
          {?id, 2?} [.*
            {?id, 3?} [.inttofloat 60 ]
          ]
        ]
      ]
    };
    \node[draw, on chain](h){中间代码生成器};
    \node[on chain, align = left, text width = 10em](i){
      t1 = inttofloat(60)\\
      t2 = id3 * t1\\
      t3 = id3 + t2\\
      id1 = t3
    };
    \node[draw, on chain](j){代码优化器};
    \node[on chain, align = left, text width = 10em](k){
      t1 = id3 * 60.0\\
      id1 = id2 + t1
    };
    \node[draw, on chain](l){代码生成器};
    \node[on chain](m){
      \begin{tabular}{p{3em}p{10em}}
        LDF & R2, id3\\
        MULF & R2, R2, \#60.0\\
        LDF & R1, id2\\
        ADDF & R1, R1, R2\\
        STF & id1, R1
      \end{tabular}
    };
    \node[left = 10em of f, text width = 9em]{
      \begin{tabular}{p{1em}|p{4em}|C{2em}|}
        \cline{2-3}
        1 & position & ...\\
        \cline{2-3}
        2 & initial & ...\\
        \cline{2-3}
        3 & rate & ...\\
        \cline{2-3}
        & &\\
        \cline{2-3}
        \multicolumn{3}{c}{}\\
        \multicolumn{3}{c}{符号表}
      \end{tabular}
    };
    \graph [use existing nodes]{
      a->b->c->d->e->f->g->h->i->j->k->l->m;
    };
  \end{tikzpicture}

  \normalsize 图1-7\quad 一个赋值语句的翻译
\end{center}

\end{document}

生成效果如下：

注意事项：
1、注意其中使用的tikz中的三个库：arrows.meta、chains与graphs。其中使用graphs库后，可以在编写箭头时更为简洁。例如，在未使用graphs库之前，编写箭头时是使用\draw命令来逐个实现，使用graphs库后，就可以像示例代码中那样一连串的写出；
2、注意chains库的使用方法；
3、注意箭头形状的定义方法：

>={Latex[length = 2mm, width = 1mm]}

4、注意绘制语法树时经常会被遗忘的空格：

\Tree [.=
  {?id, 1?} [.+
    {?id, 2?} [.*
      {?id, 3?} 60 ]
    ]
  ]

代码中60与]之间一定要有空格。
5、注意绘制左侧“符号表”时的表格相关命令：\cline、\multicolumn。灵活使用这些命令可以绘制复杂的表格。