Wie erstelle ich Knoten auf verschiedenen Rastern, die durch Pfeile verbunden sind?

Question

Ich bin ein Tikz-Anfänger. Ich versuche, das Bild unten nachzubilden (insbesondere die Kette oben links, oben rechts, unten rechts). Ich habe so angefangen:

\documentclass[tikz]{standalone}
\usepackage{amsmath}
\usetikzlibrary{positioning}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}
  \tikzstyle{tensor} = [circle, inner sep = 0pt, minimum size = 0.2cm]
  \tikzstyle{QTensor} = [tensor, draw, fill=green!50, minimum size = 0.3cm]
  \tikzstyle{delta} = [tensor, draw, fill=red!50, minimum size = 0.4cm]
  \tikzstyle{ellipsisNode} = [tensor, minimum size = 0.7cm]

  % Draw delta tensors
  \foreach \x in {2, 4}
    \foreach \y in {2, 4}
      \node[delta] (\x-\y) at (\x, \y) {};

  % Draw Q tensors
  \foreach \x in {1, 3, 5}
    \foreach \y in {2, 4}
      {
      \node[QTensor] (\x-\y) at (\x, \y) {};
      \node[QTensor] (\y-\x) at (\y, \x) {};
      }

  % Draw ellipsis nodes
  \foreach \x in {0, 6}
    \foreach \y in {2, 4}
    {
    \node[ellipsisNode] (\x-\y) at (\x, \y) {$\cdots$};
    \node[ellipsisNode, rotate = 90] (\y-\x) at (\y, \x) {$\dots$};
    }

  % Connections
  \foreach \x in {0, ..., 5}
    \foreach \y in {2, 4}
    {
    \pgfmathtruncatemacro{\neighbor}{\x + 1};
    \draw (\x-\y) -- (\neighbor-\y);
    \draw (\y-\x) -- (\y-\neighbor);
    }

\end{tikzpicture}
\end{document}

Ich finde die Aufgabe entmutigend. Ich möchte nicht so viele Koordinaten im Auge behalten. Muss ich die Positionierungsbibliothek verwenden? Kann ich Koordinatensysteme relativ zu verschiedenen Punkten verwenden? Oder kann ich separate Tikz-Bilder erstellen und sie mit einem Pfeil verbinden?

Da ich noch mehrere Bilder dieser Art erstellen muss, bin ich an der wartungsfreundlichsten und idiomatischsten Lösung interessiert.

Meine bisherige Ausgabe:

Answer 1

Für häufig wiederverwendete Tikz-Codeteile lohnt es sich, einen picsStil dafür zu definieren. Der Code kann dann mit gezeichnet werden \draw (0,0) pic{<pics name>};. Weitere Informationen hierzu finden Sie in Abschnitt 18.2 des Tikz-Handbuchs (Version 3.0.1a). Sobald Sie Bilder für die sich wiederholenden Komponenten Ihrer Diagramme definiert haben, ist es relativ einfach, sie mithilfe von Schleifen an der gewünschten Stelle zu platzieren \foreach.

Auf diese Weise können Sie die folgenden beiden Bilder erstellen

mit dem Code:

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}

\tikzset{% define pic styles
  pics/array/.style={
       code={\draw(-0.6,0)--+(1.2,0);
             \draw(0,-0.6)--+(0,1.2);
             \draw[fill=red!50] circle[red!50,radius=4pt](0,0);
             \foreach \a in {0.5,-0.5} {
                 \draw[fill=green!50] (0,\a) circle[radius=2pt];
                 \draw[fill=green!50] (\a,0) circle[radius=2pt];
             }
            }
       },
  pics/semiarray/.style={
       code={\draw[rounded corners, fill=yellow!20](-0.45,-0.45) rectangle +(0.9,0.9);
             \draw(-0.6,0)--+(1.2,0); % draw the "axes" over the top of the shading
             \draw(0,-0.6)--+(0,1.2); 
             \draw[fill=red!50] circle[red!50,radius=4pt](0,0);
             \draw[fill=green!50](-0.35,-0.1) -- +(0,0.2) arc(90:-90:0.1) -- cycle; % semicircles
             \draw[fill=green!50](0.35,0.1) -- +(0,-0.2) arc(270:90:0.1) -- cycle;
             \draw[fill=green!50](-0.1,0.35) -- +(0.2,0) arc(0:-180:0.1) -- cycle;
             \draw[fill=green!50](-0.1,-0.35) -- +(0.2,0) arc(0:180:0.1) -- cycle;
             }
       },
}

\begin{document}

\begin{tikzpicture}
    \foreach \x in {0,...,4} {
        \draw[dotted](-0.4,\x)--+(-0.5,0);
        \draw[dotted](4.4,\x)--+(0.5,0);
        \draw[dotted](\x,-0.4)--+(0,-0.5);
        \draw[dotted](\x,4.4)--+(0,0.5);
    }
    \foreach \x in {0,...,4} {
        \foreach \y in {0,...,4} {
           \draw(\x,\y) pic{array};
        }
    }
\end{tikzpicture}
\begin{tikzpicture}
    \foreach \x in {0,...,4} {
        \draw[dotted](-0.4,\x)--+(-0.5,0);
        \draw[dotted](4.4,\x)--+(0.5,0);
        \draw[dotted](\x,-0.4)--+(0,-0.5);
        \draw[dotted](\x,4.4)--+(0,0.5);
    }
    \foreach \x in {0,...,4} {
        \foreach \y in {0,...,4} {
           \draw(\x,\y) pic{semiarray};
        }
    }
\end{tikzpicture}

\end{document}

Beachten Sie, dass die Koordinaten innerhalb der picsBefehle relativ zum Ort sind, an dem das Objekt picplatziert wird. Die picsBefehle können auch Argumente annehmen (siehe z. B.Einfaches Zeichnen mit TikZ).