树结构 (forest/qtree)

句法树、分类体系、决策树、B 树——在 LaTeX 中绘制分叉图，大致有三类工具。最强大也最现代的是 forest；快速绘制语言学句法树的标准工具是 qtree / tikz-qtree；如果是小型树且不想增加额外包，则可用 原生 TikZ。三者的共同点是，都能用嵌套结构描述“父节点长出子节点”，而无需计算任何坐标。本页说明它们的取舍和写法。

三种做法

树本质上是 嵌套（递归）结构：有一个根，下面挂着子节点，子节点再有孙节点，如此类推。如果能用括号的嵌套来反映这种嵌套，就能不指定任何坐标地生成树。三种工具都基于这个想法，但书写手感和功能范围不同。

• forest — 最灵活的包，建立在 TikZ 和 pgfkeys 之上。在 带标签的括号记法 [root [child] [child]] 上，可以叠加每个节点的选项和整棵树的样式，并能根据各节点内容的复杂度 自动打包间距。适合语言学树，也适合一般树。
• qtree / tikz-qtree — 面向语言学句法树的最快标准。写法如 \Tree [.S [.NP ... ] [.VP ... ] ]，其中 .label 表示非终结（分支）节点。tikz-qtree 用 TikZ 重新实现同样记法，输出更漂亮，也更容易调整。
• 原生 TikZ（trees 库）— 使用 child / node 机制，如 \node {root} child {node {a}} child {node {b}};。不需要额外包，适合现场画小树。

简而言之，forest 最灵活，适合复杂树；qtree / tikz-qtree 最适合快速绘制成分结构树。原生 TikZ 不增加依赖，适合小任务。下面依次来看。

forest：用方括号写现代树

forest（Sašo Živanović，CTAN）是建立在 TikZ 和 pgfkeys 之上的树绘图包。在导言区加载后，在 forest 环境中用 带标签的括号记法 写树。每个节点用方括号 [ ] 包住，其子节点列在这些括号内部；括号的嵌套 *就是* 树的嵌套。面向语言学时，加 linguistics 选项会让枝在两个子节点的 上方汇合。

\usepackage[linguistics]{forest}

\begin{forest}
[CP
  [C]
  [IP
    [I]
    [VP
      [V]
      [NP]
    ]
  ]
]
\end{forest}

这个例子绘制一棵树：根 CP 下有 C 和 IP，IP 下有 I 和 VP，VP 下又分出 V 和 NP。把它压成一行 [CP[C][IP[I][VP[V][NP]]]] 也会得到同一棵树，但复杂起来后括号很难对应，所以惯例是像上面那样 用换行和缩进显示层级。有一个陷阱：源代码中出现空行会让 forest 解析失败（空行会被视为段落分隔）。缩进本身则可以自由使用。

forest 的真正优势在于 自动布局。它会根据每个节点所支配内容的复杂度来放置节点，并在水平方向上 打包 以避免重叠，因此复杂的树也往往能直接得到可用外观。想手动调整间距时，把 for tree={...} 应用于整棵树或某个子树。最常用的三个设置是 s sep（水平间距）、l（层级之间的垂直距离）和 inner sep（节点周围的内边距）。

\usepackage[linguistics]{forest}

\begin{forest}
for tree={s sep=10mm, inner sep=0, l=0}
[CP
  [C]
  [IP, for tree={s sep=20mm}
    [I, name=src]
    [VP
      [V]
      [DP, roof, name=tgt][the woman]]
  ]
]
\draw[->] (src) to[out=south west, in=south] (tgt);
\end{forest}

这个例子包含了多个惯用法。开头的 for tree={...} 设置整棵树的间距；像 [IP, for tree={s sep=20mm} 这样 在节点标签后放逗号，可以只覆盖该子树的间距。roof 会在该节点标签上加一个 三角形（屋顶），用于省略内部结构、把词组作为一个整体表示。给节点加 name= 后，可以在树的闭括号后写 \draw[->] (src) to[...] (tgt); 来画 移动箭头（在 forest 中可以直接使用 TikZ 命令）。如果标签本身要包含逗号，就像 {NP, PP} 一样 用花括号包住，以便与布局指令区分。

如果不想每次都重复同一套外观，可以在导言区用 \forestset{default preamble={for tree={...}}} 定义 默认样式。由于 forest 基于 TikZ/pgf，节点形状、颜色、箭头、强调等细节外观都可以直接沿用 TikZ 文档中的知识（基础见“TikZ 基础”）。

qtree / tikz-qtree：句法树的最短写法

快速绘制语言学的成分结构（constituency）树时，长期标准是 qtree。在导言区写 \usepackage{qtree}，正文中在 \Tree 后跟一个括号表示的树。记法核心是：前面带句点 . 的标签表示非终结（分支）节点，没有句点的裸词则是 叶子（终结）。

\Tree [.S [.NP Kim ] [.VP [.V saw ] NP ] ]

这一行会画出一棵树：根 S 下分出 NP 和 VP；NP 的叶子是 Kim；VP 下有 V（叶子 saw）和 NP。写法有几条规则：树必须 紧跟在 \Tree 后；非终结标签以句点开头（如 .S）；并且 闭括号 ] 前必须有空白（如 saw ]）。qtree 还有不少便利功能：NP_i 和 N^0 会在树中自动按数学模式排成上下标，X\1 是 X$'$（X′）的缩写，\qroof{...} 会在短语上加 三角屋顶（如 \qroof{out of style}.PP）。若要取消自动居中，使用选项 \usepackage[nocenter]{qtree}。

tikz-qtree（David Chiang）把这种 \Tree 记法 在 TikZ 上重新实现。加载 \usepackage{tikz} 和 \usepackage{tikz-qtree} 后，同样的 \Tree [.S ... ] 可原样使用，输出则达到 TikZ 品质。对于简单树，它与 qtree 几乎完全兼容；由于可使用 TikZ 的样式机制，箭头和分支也更容易调整。例如 \tikzset{grow'=right} 会让树从 左向右 生长，而不是自上而下。原始 qtree 只靠字体度量画线，而 tikz-qtree 用 TikZ 绘制，所以线条更平滑，后续装饰也容易。

原生 TikZ：child 与 node

如果是小树且不想增加包，TikZ 自带的 child 机制 就足够了。放置一个节点后接上 child {...}，其中的内容会作为子节点排布，并自动画出从父到子的边。child 内通常写 node {...}，再继续嵌套 child 就能生成孙节点。

\begin{tikzpicture}[level distance=12mm, sibling distance=24mm]
  \node {root}
    child { node {a} }
    child { node {b}
      child { node {c} }
      child { node {d} }
    };
\end{tikzpicture}

这个例子自上而下绘制一棵树：根 root 下有 a 和 b，b 下又分出 c 和 d。注意整棵树只有一个 分号 ;，放在 \node ... ; 的末尾。布局由两个距离决定：父层与子层之间的垂直距离是 level distance（默认 15 mm），并排兄弟之间的间距是 sibling distance（默认 15 mm）。若要按层调整，用 level ⟨n⟩/.style，例如 level 1/.style={sibling distance=4cm}。树的生长方向可用 [grow=right] 等改变，边的画法由 edge from parent 控制（例如直角连接可用 edge from parent fork down）。

原生 TikZ 很方便，但不像 forest 那样有 自动打包。子节点数量或深度增加时，需要手动调整 sibling distance 来避免重叠。它足以应付几层的小树；但对于复杂句法树，或希望间距随内容自动调整的树，forest 更省力。

如何选择

拿不准时可按这个原则。总体而言，新画树时先考虑 forest：它有自动布局，覆盖从语言学到一般树的广泛用途，装饰也能使用 TikZ 的全部能力。只想快速画一棵句法树时，qtree / tikz-qtree 的 \Tree 记法最短；若希望输出更精致，选 tikz-qtree。几层小树且不想增加依赖时，原生 TikZ 的 child 就足够。

它们都在 CTAN 上，并随 TeX Live 和 MiKTeX 提供。forest 和 tikz-qtree 位于 CTAN 的 graphics/pgf/contrib/ 下，依赖 TikZ/pgf。要查看各包的完整细节，最可靠的方法是在本机运行 texdoc forest、texdoc tikz-qtree 或 texdoc qtree。