| name | tikz-figure-code |
| description | 写出高质量、一次过编译、编辑安全的 TikZ/LaTeX 配图代码的工程基础技能。
教 agent 用「按构造布局」(positioning/fit/chains/anchor) 而非「手填绝对坐标」,
附 8 条硬约束、canonical 箭头、before/after 范例、一个静态检查入口 (lint.sh)。
Use when: 写/审 TikZ 或 LaTeX 图代码、修图的排版/对齐/溢出/箭头问题、
tikz layout、latex figure code、tikz 编译报错、CJK 中文图渲染成色块。
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TikZ Figure Code — 写对 + 编辑安全的工程基础
这是确定性地基:怎么写出编译干净、不重叠、改一处不崩的 TikZ 代码。
它不管"画什么图才美"——那是设计/编排层(见 thesis-figure-skill)的事。
本技能管的是:无论画什么,代码本身得写对、扛得住编辑。
一句话定位:thesis-figure-skill 决定画什么,本技能保证怎么写不出错。
为什么需要它(问题的根)
模型写 TikZ 的默认习惯是**"坐标凭感觉"——\node at (5.2, 3.1)、\fill rectangle (x0,y0)(x1,y1),
一格一格手摆。这是业余写法**,导致两类必然的痛:
- 盲写:你写到第 800 行时不知道渲染出来什么样,碰撞/溢出/箭头不贴框只能编译后看图才发现 → 被迫进昂贵的"渲染→审查→修"循环。
- 编辑即崩:同一个间距/中心被手抄在多处(zone 边界、内容中心、箭头坐标、底栏…)。改一个 stage 宽度要同步 5 处,漏一处就崩——而静态 checker 抓不到(实测:一个加宽 hero 的编辑把 zone 压重叠、边框切穿内容,validator + overlap-checker 全报 0 硬 bug,只有看图才发现)。
解法不是加更多检测,是换写法。 专家写 TikZ 是写一张约束图(相对定位 + fit + matrix),
让布局引擎算位置——碰撞按构造不可能发生,图correct by construction,不是 correct-after-review。
证据:references/examples/ 里同一张 5-stage pipeline,绝对坐标版 (BAD) 和按构造版 (GOOD)
渲染视觉等价;但施加同一个最自然的编辑(加宽 hero / 加长 label),BAD 崩、GOOD 自动重排。
见 proof-edit-safety-hero-widen.png。
核心原则:LAYOUT BY CONSTRUCTION,不是 BY COORDINATE
作用域:按构造纪律施加在宏观骨架层(模块/zone 彼此怎么放、怎么连)。
嵌入 viz 内部(热力图一格格、柱状图)可以继续局部手画——它自包含、坐标错了不级联——
但要用 \begin{scope}[shift={(parent.center)}] 挂到父节点 anchor,让它随父节点移动。
5 条 idiom(必须照做——散文指南传不了布局技能,照抄这些代码)
① 布局节奏只放一处
同一个间距/行高/列宽只定义一次,到处引用。永不把同一个数字抄在多处。
\newlength{\stagew}\setlength{\stagew}{4.5cm} % 改一处,全图跟着变
\def\gap{0.5cm}
\tikzset{node distance=\gap}
② 模块用相对定位摆,不用绝对 at (x,y)
第一个锚定,其余 right=of / below=of 前一个。间距活在 node distance 一处。
\node[zone] (s1) at (0,0) {};
\node[zone, right=of s1] (s2) {}; % ✅ 间距由 node distance 决定
\node[zone, right=of s2] (s3) {}; % 加宽 s2 → s3 自动右移
% ❌ \node[zone] (s2) at (5,0) {}; % 手填 5 = 改 s1 宽度就得改这里
网格/表格用 \matrix of nodes,流水线用 chains——别手动给 x 加 2cm。
③ 连线走节点 anchor,永不重抄边界坐标 ← 单点最大收益
\draw[arrow] (s1.east) -- (s2.west); % ✅ 任何重排下都不会错位
% ❌ \draw[arrow] (4.5,5) -- (5.0,5); % 把 zone 边界又抄了一遍 = 改布局就断
箭头引用节点,就永远不可能 misalign。这一条单独就能消灭评审环里一大半 bug。
④ 容器用 fit,标签用 text width(换行)不用 minimum width(撑大)
\node[fit=(a)(b)(c), draw, rounded corners] {}; % zone 自动包住内容
\node[box, text width=3.2cm, align=center] {长标签会换行不会溢出};
% ❌ minimum width=3.2cm → 长标签把框横向撑大、顶破 zone
text width 让超长内容换行(保持框宽),minimum width 让框长出去(溢出邻居)。
前者把"碰撞 bug"(硬,必修)降级成"挤一点"(软,审美)。
⑤ 整体居中用 calc 中点,不手算
\coordinate (c) at ($(first.north west)!0.5!(last.north east)$);
\node[anchor=south] at ($(c)+(0,0.5)$) {标题}; % 行变宽,标题自动跟着居中
8 条硬约束(违反必失败——加载 references/hard-constraints.md 看全)
最高频的几条(很多是 CJK / xelatex 静默坑):
- ⚠️ CJK 节点上
rotate=90 → 渲成不可读色块。所有中文标注必须水平。
- ⚠️
\texttt{…中文…} → 报错。\texttt 只包纯英文代码。
- ⚠️ xelatex 对缺失字体静默失败 → 编译后必须
grep "Missing character" *.log,非 0 = 字体没解析(常是 CJK)。
- ⚠️ 直线单段
-- 上加 rounded corners → 端点鬼影弧。只在 ≥2 段折线 / |- 用。
- ⚠️ 路径有弯折但没
\usetikzlibrary{bending} → 弯路上箭头 tip 必然 mis-align。
- ⚠️
(A.south) |- (B.west) 当 A.x 落在 B 的 x 范围内 → 横线穿过 B 内部 (pierce)。用 waypoint 绕开或换 anchor。
Canonical 箭头(别手写 -{Stealth[scale=X]})
用预定义 style,只调 line width(0.6/1.0/1.6pt 三档),tip 自动跟随。详见
../thesis-figure-skill/references/tikz-template.tex 的 6 个 canonical styles。铁律:
- < 1.5cm 短箭头必用
arrow short(tip 3pt),否则默认 6.5pt tip 把 stem 吃光 = "只剩个头"。
- fan-out 分叉的 stub 用
fan_stub(shorten <=0pt,紧贴 spine 无 gap),不用 arrow。
\usetikzlibrary{bending} 必加载。
工作流:写 → lint → 看图
bash references/lint.sh figure.tex
一个入口跑完:① tikz-validator(编译前静态:微斜线/溢出/碰撞)→ ② xelatex 编译 →
③ missing-char 闸门 → ④ pdf-overlap-checker(硬 bug vs 候选分开报)→ ⑤ design-linter(advisory)。
退出码 0 = 无硬 bug,1 = 有硬 bug。
checker 是地板不是天花板。 它消灭便宜的 20%(编译错、重叠、已知坑),抓不到贵的 80%
(图记不记得住、跨面板数字自洽、新几何对不对)。lint 过了仍必须亲眼看渲染 PNG——
很多崩坏(zone 重叠、边框切穿内容)static 全盲,只有看图才发现。
何时用本技能 vs thesis-figure-skill
| 你要做的 | 用 |
|---|
| 写/审任何 TikZ 图代码、修排版/对齐/溢出/箭头 bug、CJK 渲染问题 | 本技能 |
| 把论文文案/参考图变成成品配图(设计 + 编排 + 视觉迭代 + skeleton 复用) | thesis-figure-skill(它在代码正确性层 compose 本技能) |
thesis-figure-skill 的 6 个 example-skeleton-*.tex 已全部按这 5 条 idiom 重写,是本技能最好的 worked examples。
按需加载
| 触发 | 文件 |
|---|
| 要看 5 idiom 的完整代码模式 | references/by-construction.md |
| 要看全部 8 条硬约束 + 修法 | references/hard-constraints.md |
| 要对照 before/after | references/examples/(BAD vs GOOD + 编辑安全证明图) |
| 要跑静态检查 | references/lint.sh(执行即可,不用 Read) |