【D3.js开发入门1：绘制图表】静态图表
已被阅读 1151 次 | 文章分类:javascript | 2022-05-04 01:09
D3.js是用于 HTML 和 SVG 实现的 JavaScript 可视化库。基于数据操作文档的 JavaScript 库。
什么是 D3.js？
D3.js是用于 HTML 和 SVG 实现的 JavaScript 可视化库。基于数据操作文档的 JavaScript 库。
说到D3不得不提到Echarts，Echarts和D3都是一个数据可视化的工具；而且都能实现一些相同的可视化图效果；那他们有什么不同呢？区别还是很大的
库层面的不同：
1 D3使用svg绘制图形，echarts使用canvas绘制图形
2 D3代码自由度高，相当灵活，但是学习成本也大；相反echarts封装性强，通过配置参数即可简单上手，但是不够灵活扩展性低；对于绝大多数项目够用了
应用场景：
1 如果只是展示一些静态图表；或者有少数鼠标点击、悬浮等效果的图表用echarts首选
2 如果说对绘制的DOM图表有频繁的鼠标交互操作，比如编辑、删除修改等那么echarts首选；D3中的每个图形都是一个标签，可以方便的进行增删操作
1 实现效果
D3能实现的效果还是很丰富的，大家感兴趣可以去官网demo查看https://observablehq.com/@d3/gallery
首先展示下本系列1和2能实现的简单demo效果
普通柱状图:
动起来的柱状图:
鼠标悬浮动画
交互的导图
力导向图
动态添加实体
2 基础语法
2.1 datum() 方法
将数据绑定到同一个元素上
代码如下
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>datum():绑定一个数据到选择集上</title>
<script src="../d3/d3.js"></script>
</head>
<body>
<p>1</p>
<p>2</p>
<p>3</p>
<p>4</p>
<script>
var body = d3.select("body"); //选择文档中的body元素
var p = body.selectAll("p");
var str=["dog","cat","snake"];
p.datum(str).text(function(d,i){
return "第"+i+"个p"+":"+" "+d;
})
</script>
</body>
</html>
2.1 data()
将数据跟元素按顺序对应绑定；
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>data():绑定一个数组到选择集上</title>
<script src="../d3/d3.js"></script>
</head>
<body>
<p></p>
<p></p>
<p></p>
<p></p>
<script>
var body = d3.select("body"); //选择文档中的body元素
var p = body.selectAll("p");
var dataset = ["I like dogs","I like cats","I like snakes"];
p.data(dataset);
p.text(function(d,i){
return "第"+i+"个p"+":"+" "+d;
})
</script>
</body>
</html>
2.3 链式操作
这里涉及一个概念：选择集
使用 d3.select() 或 d3.selectAll() 选择元素后返回的对象，就是选择集。
另外，有人会发现，D3 能够连续不断地调用函数，形如：
d3.select().selectAll().text()
这称为链式语法，和 JQuery 的语法很像，常用 JQuery 的朋友一定会感到很亲切。
因为封装每个方法的时候都会返回当前对象 return this;
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>选择集</title>
<script src="../d3/d3.js"></script>
</head>
<body>
<script>
var body = d3.select('body'); // 选择body元素
body.append('h1') // 向 body元素中插入 h1标签
.text('Hello xiaobai') // 给h1标签填充文字为hello world
.style('color','red'); // 修改样式 字体颜色 为红色
</script>
</body>
</html>
2.4 增加和删除元素
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>增删元素</title>
<script src="../d3/d3.js"></script>
</head>
<body>
<h1 id='app'>我h1</h1>
<script>
var h1 = d3.select('h1');
// 插入元素
var body = d3.select('body');
body.append('h2').text('我是插在body 末尾的元素');
body.insert('h2','#app').text('我是插在id为APP的元素前面的 h2标签')
//删除元素
var app = d3.select('#app');
app.remove(); //删除 id为app的元素
</script>
</body>
</html>
3 图表语法
3.1 基础柱状图
先简单解释svg和canvas
SVG 是什么
SVG，指可缩放矢量图形（Scalable Vector Graphics），是用于描述二维矢量图形的一种图形格式，是由万维网联盟制定的开放标准。
SVG 使用 XML 格式来定义图形，除了 IE8 之前的版本外，绝大部分浏览器都支持 SVG，
可将 SVG 文本直接嵌入 HTML 中显示。
SVG 有如下特点：
SVG 绘制的是矢量图，因此对图像进行放大不会失真。
基于 XML，可以为每个元素添加 JavaScript 事件处理器。
每个图形均视为对象，更改对象的属性，图形也会改变。
不适合游戏应用。
要注意，在 SVG 中，x 轴的正方向是水平向右，y 轴的正方向是垂直向下的。
Canvas 是什么
Canvas 是通过 JavaScript 来绘制 2D 图形，是 HTML 5 中新增的元素。
Canvas 有如下特点：
绘制的是位图，图像放大后会失真。
不支持事件处理器。
能够以 .png 或 .jpg 格式保存图像
适合游戏应用
代码和效果如下:
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>柱状图</title>
<script src="../d3/d3.js"></script>
</head>
<body>
<script>
var w = 400,h = 400;
var body = d3.select('body'); //选择 body元素
var data = [50,100,200,150];
var svg = body.append('svg'); //在body中插入svg 元素 画布
svg.selectAll('rect') // 选择svg 中的rect(svg 中提供的矩形标签) 元素
.data(data) // 绑定数据
.enter() // 当 data.length > rect 的元素个时候用enter()。 update,exit()以后再说
.append('rect') // 补充data.length - rect.length 剩余的rect元素
.attr('x',20) // 上面说了SVG画布的坐标问题 x就是横向坐标的距离
.attr('y',function(d,i){ // Y也一样 都是相对 (0,0)点
return 25 * i;
})
.attr('width',function(d,i){ // 设置矩形的宽度
return d;
})
.attr('height',function(d,i){ //设置柱子的高度
return 20;
})
.attr('fill','green'); // 给柱子填充颜色
// 其实跟canvas 中的fillrect 绘制矩形一样
</script>
</body>
</html>
数据映射：上面数据是具体指定的数组，这里介绍一下用线性比例尺的方式绘制映射数据
线性比例尺，能将一个连续的区间，映射到另一区间。要解决柱形图宽度的问题，就需要线性比例尺。
比如将[0.3,0.9,1,2,2.5]这组数据用柱状图绘制，显然值太小；那么可有利用相关方法做映射，这里我们将上面的数据集映射到0-300的范围；
var dataset = [0.3,0.9,1,2,2.5]; //要把这个区间映射到0-300的范围
var max = d3.max(dataset);
var linear = d3.scaleLinear()
.domain([0,max])
.range([0,300]);
// 用比列尺转换为柱状图 就以上面那个线型比例尺为列
var body = d3.select('body'); //选择 body元素
var svg = body.append('svg'); //在body中插入svg 元素 画布
svg.selectAll('rect')
.data(dataset)
.enter()
.append('rect')
.attr('x',20)
.attr('y',function(d,i){
return i * 25;
})
.attr('width',function(d,i){
return linear(d);
})
.attr('height',function(d,i){
return 20;
})
.attr('fill','blue');
3.2 带坐标轴的柱状图
首先绘制上面3.1的映射柱状图；接下来是创建坐标轴的代码
// 创建比例尺
var linear = d3.scaleLinear().domain([0, max]).range([0, 300]);
添加坐标轴
//添加坐标轴
var axis = d3
.axisBottom() // v4: axisBottom 表示向下的比例尺 v3: d3.svg.axis().scale(linear).orient('bottom').ticks(5) v4 和v3差别真大
.scale(linear) // 指定比例尺
.ticks(5); // 指定刻度数量
svg.append('g') // svg 提供的标签，不知道的可以去熟悉下svg
.attr('transform', function (d, i) {
return 'translate(' + 20 + ',' + 25 * 5 + ')'; // 把坐标轴移到对应的位置
})
.call(axis);
3.3 坐标轴和标注
（1）添加svg画布
// 画布大小
var width = 400;
var height = 400;
// 在 body 里添加一个 SVG 画布
var svg = d3
.select('body')
.append('svg')
.attr('width', width)
.attr('height', height);
// 画布周边的空白
var padding = { left: 30, right: 30, top: 20, bottom: 20 };
（2）定义数据集
// 定义一个数组
var dataset = [10, 20, 30, 40, 33, 24, 12, 5];
（3）定义x和y轴
// x轴的比例尺
var xScale = d3.scale
.ordinal()
.domain(d3.range(dataset.length))
.rangeRoundBands([0, width - padding.left - padding.right]);
// y轴的比例尺
var yScale = d3.scale
.linear()
.domain([0, d3.max(dataset)])
.range([height - padding.top - padding.bottom, 0]);
// 定义x轴
var xAxis = d3.svg.axis().scale(xScale).orient('bottom');
// 定义y轴
var yAxis = d3.svg.axis().scale(yScale).orient('left');
（4）矩形柱状图
// 矩形之间的空白
var rectPadding = 4;
// 添加矩形元素
var rects = svg
.selectAll('.MyRect')
.data(dataset)
.enter()
.append('rect')
.attr('class', 'MyRect')
.attr(
'transform',
'translate(' + padding.left + ',' + padding.top + ')'
)
.attr('x', function (d, i) {
return xScale(i) + rectPadding / 2;
})
.attr('y', function (d) {
return yScale(d);
})
.attr('width', xScale.rangeBand() - rectPadding)
.attr('height', function (d) {
return height - padding.top - padding.bottom - yScale(d);
});
（5）添加文字标注
// 添加文字元素
var texts = svg
.selectAll('.MyText')
.data(dataset)
.enter()
.append('text')
.attr('class', 'MyText')
.attr(
'transform',
'translate(' + padding.left + ',' + padding.top + ')'
)
.attr('x', function (d, i) {
return xScale(i) + rectPadding / 2;
})
.attr('y', function (d) {
return yScale(d);
})
.attr('dx', function () {
return (xScale.rangeBand() - rectPadding) / 2;
})
.attr('dy', function (d) {
return 20;
})
.text(function (d) {
return d;
});
（6）添加x和y轴
// 添加x轴
svg
.append('g')
.attr('class', 'axis')
.attr(
'transform',
'translate(' + padding.left + ',' + (height - padding.bottom) + ')'
)
.call(xAxis);
// 添加y轴
svg
.append('g')
.attr('class', 'axis')
.attr(
'transform',
'translate(' + padding.left + ',' + padding.top + ')'
)
.call(yAxis);