Diagramas de cordas para functores monoidais à la McCurdy

Question

Quase certamente você não sabe quem é Micah McCurdy, mas aqui está um exemplo de seus diagramas,nas páginas 20-21, por exemplo, ou página 27 para algo mais sofisticado. Perguntei a ele como ele fez isso e, infelizmente, não é um método (La)TeX 'nativo', envolvendo dois pacotes de software separados.

Gostaria de poder fazer isso no TikZ ou no PSTricks, mas não sei nada sobre nenhum deles. Este projeto seria minha oportunidade de aprender. Eu gostaria de fazer algo modular, para ajudar na codificação de diagramas como um método de computação, em vez de apenas desenhá-los todos (no papel, digamos) à mão e depois programá-los laboriosamente.

EDIT: Obrigado a Tom Bombadil por experimentar o exemplo colado por canaaerus, que foi um bom exemplo da complexidade visual possível, mas preciso dos elementos gráficos especificados nas páginas 7 e 8 do pdf vinculado acima, em conjunto com as coisas da página 3. (Isso é apenas para que haja um registro completo do que procuro.)

Answer 1

Aqui está um conceito, ele usazeroa resposta emLinhas triplas em TikZ.

O código

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}

\begin{document}

\tikzset{
    triple/.style args={[#1] in [#2] in [#3]}{#1,preaction={preaction={draw,#3},draw,#2}},
    McCurdy/.style={triple={[line width=0.5pt,black] in [line width=2mm,red!30] in [line width=2mm+1pt,black]}},
}

\newcommand{\trapezium}[1]% shift as x,y (lower left corner)
{ \draw[fill=white,shift={(#1)}](0,0) -- (0.3,0) -- (0.3,0.8) -- (0,0.95) -- cycle;
}        

\begin{tikzpicture}
  \draw[McCurdy,rounded corners=1mm] (0,0) coordinate (start1) -- (5,0) -- (5,1) -- (2,1) -- (2,2) -- (2.5,2) -- (2.7,2.2) coordinate (end1);
  \draw[McCurdy,rounded corners=1mm] (2.9,2.4) coordinate (start2) -- (3.5,3) -- (7,3) coordinate (end2);
  \node[left] at (start1) {x};
  \trapezium{4,0.8}
  \trapezium{6,2.8}
  \pgfmathsetmacro{\xydim}{sqrt(2)/2*(1mm+0.5pt)/28.4528}
  \draw (end1) ++ (-\xydim,\xydim) -- ++ (2*\xydim,-2*\xydim);
  \draw (start2) ++ (-\xydim,\xydim) -- ++ (2*\xydim,-2*\xydim);
  \draw[rounded corners=1mm] (2.8,2.3) -- (2,3.1) -- (0.8,3.1)
    (2.8,2.3) -- (3.6,1.5) -- (4,1.5);
\end{tikzpicture}
\end{document}

A saída

---

Editar 1:Um conceito para desenhar "buracos", mas apenas de cima para baixo em linhas paralelas da esquerda para a direita. Ele desenha sobre as linhas existentes:

O código

\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{calc}

\begin{document}

\pgfmathsetmacro{\rlw}{0.2}
\pgfmathsetmacro{\blw}{0.02}

\pgfmathsetmacro{\hbw}{\blw/2}
\pgfmathsetmacro{\qbw}{\blw/4}
\pgfmathsetmacro{\hrw}{\rlw/2}

\tikzset{
    triple/.style args={[#1] in [#2] in [#3]}{#1,preaction={preaction={draw,#3},draw,#2}},
    McCurdy/.style={triple={[line width=\blw cm,black] in [line width=\rlw cm,red!30] in [line width=2*\blw cm+\rlw cm,black]}},
}

\newcommand{\trapezium}[1]% shift as x,y (lower left corner)
{ \draw[fill=white,shift={(#1)}](0,0) -- (0.3,0) -- (0.3,0.8) -- (0,0.95) -- cycle;
} 

\def\connector(#1,#2,#3)% midposition one, midposition two, radius
{   \path (#1);
    \pgfgetlastxy{\xtl}{\ytl}
    \path (#2);
    \pgfgetlastxy{\xbr}{\ybr}
    \pgfmathsetmacro{\xmin}{min(\xtl,\xbr)/28.453}
    \pgfmathsetmacro{\xmax}{max(\xtl,\xbr)/28.453}
    \pgfmathsetmacro{\ymin}{min(\ytl,\ybr)/28.453}
    \pgfmathsetmacro{\ymax}{max(\ytl,\ybr)/28.453}
    \fill[red!30] ($(\xmin,\ymax)+(-#3,-\hrw)$)
        arc (90:0:#3) -- 
        ($(\xmin,\ymin)+(0,#3+\hrw)$)
        arc (360:270:#3) --
        ($(\xmax,\ymin)+(#3,\hrw)$)
        arc (270:180:#3) --
        ($(\xmax,\ymax)+(0,-#3-\hrw)$)
        arc (180:90:#3) --
        cycle ;
    \draw[line width=\blw cm] ($(\xmin,\ymax)+(-#3,-\hrw)+(0,-\hbw)$)
        arc (90:0:#3) -- 
        ($(\xmin,\ymin)+(0,#3+\hrw+\hbw)$)
        arc (360:270:#3);
    \draw[line width=\blw cm] ($(\xmax,\ymax)+(#3,-\hrw)+(0,-\hbw)$)
        arc (90:180:#3) -- 
        ($(\xmax,\ymin)+(0,#3+\hrw+\hbw)$)
        arc (180:270:#3);   
}       

\begin{tikzpicture}
  \draw[McCurdy,rounded corners=1mm] (0,0) -- (1,0) coordinate (a) -- (3,0) coordinate (b) -- (4,0);
  \draw[McCurdy,rounded corners=1mm] (0,-1) -- (1.2,-1) coordinate (c) -- (2.7,-1) coordinate (d) -- (4,-1);
  \draw[McCurdy,rounded corners=1mm] (0,-2) -- (1.6,-2) coordinate (e) -- (2.0,-2) coordinate (f) -- (4,-2);
    \connector(a,c,0.15)
  \connector(b,d,0.2)
  \connector(c,e,0.05)
  \connector(d,f,0.1)
 \end{tikzpicture} 

\end{document}

A saída