D3.js基础 - d3js - 前端 - 技术设计

# D3: Data-Driven Documents

D3 (或 D3.js) 是一个 JavaScript 库，用于使用 Web 标准可视化数据。 D3 帮助您使用 SVG，Canvas 和 HTML 使数据栩栩如生。 D3 将强大的可视化和交互技术与数据驱动的 DOM 操作方法相结合，为您提供现代浏览器的全部功能，并为您的数据设计正确的可视界面提供了自由。

# 官方资源

API Reference
Release Notes
Gallery
Examples
Wiki

# 安装 D3

npm 安装

安装命令 npm install d3 ;

导入 D3 到 ES2015 应用中，或者导入 D3 中一个模块使用，范例如下：

import {scaleLinear} from "d3-scale";

导入 D3 所有模块：

import * as d3 from "d3";

在 Node 环境中使用：

var d3 = require("d3");

自定义导入 D3 模块组合：

var d3 = Object.assign({}, require("d3-format"), require("d3-geo"), require("d3-geo-projection"));

直接下载 D3 包

请下载最新版本，发行的 release 包支持 anonymous AMD, CommonJS, and vanilla 环境。你也可以直接从 d3js.org, CDNJS, or unpkg 上下载，例如：

<script src="https://d3js.org/d3.v5.js"></script>

引用压缩版本:

<script src="https://d3js.org/d3.v5.min.js"></script>

也可以直接引用其中的一个微库，例如： d3-selection:

<script src="https://d3js.org/d3-selection.v1.js"></script>

# D3 的优点

前端可视化库中，Hightcharts（商业付费）、Echarts、Charts 可以看作一类，能够非常简单的制作图表，但是给予开发者控制和设计的空间少，封装层次太高，会失去部分自由，太低又会使程序太长，D3 取得了相对完美的平衡：

1）D3 相对比较底层，代码却足够简洁；

2）D3 更像数学库，为绘图提供了支持；

3）封装了很多操作，又给予了足够的自由；

# 如何使用 D3 来绘图

# 0、D3 的学习方法

D3 是一个 JS 库，api 非常多，也很完善，尤其是，出版物都非常完善，示例很多，只需要看相关示例，会查 API 文档即可。下面拿几个 D3 基本的使用来介绍下 D3 的运用。

# 1、选择元素和绑定数据

# 如何选择元素

在 D3 中，用于选择元素的函数有两个：

d3.select()：是选择所有指定元素的第一个
d3.selectAll()：是选择指定元素的全部

这两个函数返回的结果称为选择集。

例如，选择集的常见用法如下：

	var body = d3.select("body"); // 选择文档中的 body 元素
	var svg = body.select("svg"); // 选择 body 中的 svg 元素
	var p = body.selectAll("p"); // 选择 body 中所有的 p 元素
	var p1 = body.select("p"); // 选择 body 中第一个 p 元素
	var rects = svg.selectAll("rect"); // 选择 svg 中所有的 rect 元素

假设在 body 中有三个段落元素：

	<p>Apple</p>
	<p>Pear</p>
	<p>Banana</p>

现在，要分别完成以下四种选择元素的任务。

# 选择第一个 p 元素

使用 select ，参数传入 p 即可，如此返回的是第一个 p 元素。

	var body = d3.select("body");
	var p1 = body.select("p");
	p1.style("color","red"); // 将第一 p 元素内容置为红色

# 选择所有 p 元素

使用 selectAll 选择 body 中所有的 p 元素。

	var body = d3.select("body");
	var p = body.selectAll("p");
	p.style("color", "red");

# 根据 id 选择元素

使用 select 选择元素，注意参数中 id 名称前要加 # 号。该方法可用于选择任何位置的元素，示例如下：

	<p>Apple</p>
	<p id="pear-id">Pear</p>
	<p>Banana</p>

	<script>
	var body = d3.select("body");
	var p2 = body.select("#pear-id");
	p2.style("color", "red");
	</script>

# 选择后两个 p 元素

给后两个元素添加 class，

	<p class="myclass">Pear</p>
	<p class="myclass">Banana</p>

由于需要选择多个元素，要用 selectAll。注意参数，class 名称前要加一个点。

	var p = body.selectAll(".myclass");
	p.style("color","red");

关于 select 和 selectAll 的参数，其实是符合 CSS 选择器的条件的，即用 “井号（#）” 表示 id，用 “点（.）” 表示 class。

此外，对于已经绑定了数据的选择集，还有一种选择元素的方法，那就是灵活运用 function (d, i)。我们已经知道参数 i 是代表索引号的，于是便可以用条件判定语句来指定执行的元素。

# 如何绑定数据

D3 中是通过以下两个函数来绑定数据的：

datum()：绑定一个数据到选择集上
data()：绑定一个数组到选择集上，数组的各项值分别与选择集的各元素绑定

相对而言，data () 比较常用。

假设现在有三个段落元素如下：

	<p>Apple</p>
	<p>Pear</p>
	<p>Banana</p>

# datum()

作用是绑定一个数据到选择集上。

假设有一字符串 World，要将此字符串分别与三个段落元素绑定，代码如下：

	var str = "World";

	var body = d3.select("body");
	var p = body.selectAll("p");

	p.datum(str);

	p.text(function(d, i){
	return "第 "+ i + " 个元素绑定的数据是 " + d;
	});

绑定数据后，使用此数据来修改三个段落元素的内容，其结果如下：

	第 0 个元素绑定的数据是 World
	第 1 个元素绑定的数据是 World
	第 2 个元素绑定的数据是 World

在上面的代码中，用到了一个无名函数 function(d, i)。当选择集需要使用被绑定的数据时，常需要这么使用。其包含两个参数，其中：

d 代表数据，也就是与某元素绑定的数据。
i 代表索引，代表数据的索引号，从 0 开始。

例如，上述例子中：第 0 个元素 apple 绑定的数据是 World。

# data()

有一个数组，接下来要分别将数组的各元素绑定到三个段落元素上。

var dataset = ["I like dog","I like cat","I like snake"];

绑定之后，其对应关系的要求为：

Apple 与 I like dog 绑定
Pear 与 I like cat 绑定
Banana 与 I like snake 绑定

调用 data () 绑定数据，并替换三个段落元素的字符串为被绑定的字符串，代码如下：

	var body = d3.select("body");
	var p = body.selectAll("p");

	p.data(dataset)
	.text(function(d, i){
	return d;
	});

这段代码也用到了一个无名函数 function (d, i)，其对应的情况如下：

当 i == 0 时， d 为 I like dog。
当 i == 1 时， d 为 I like cat。
当 i == 2 时， d 为 I like snake。

此时，三个段落元素与数组 dataset 的三个字符串是一一对应的，因此，在函数 function (d, i) 直接 return d 即可。

结果自然是三个段落的文字分别变成了数组的三个字符串。

	I like dog

	I like cat

	I like snake

# 2、插入、删除元素

# 插入元素

插入元素涉及的函数有两个：

append ()：在选择集末尾插入元素
insert ()：在选择集前面插入元素

假设有三个段落元素，与上文相同。

# append()

	body.append("p")
	.text("append p element");

在 body 的末尾添加一个 p 元素，结果为：

	Apple
	Pear
	Banana
	append p element

# insert()

在 body 中 id 为 myid 的元素前添加一个段落元素。

	body.insert("p","#pear-id")
	.text("insert p element");

已经指定了 Pear 段落的 id 为 myid，因此结果如下。

	Apple
	insert p element
	Pear
	Banana

# 删除元素

删除一个元素时，对于选择的元素，使用 remove 即可，例如：

	var p = body.select("#pear-id");
	p.remove();

如此即可删除指定 id 的段落元素。

# 3、做一个简单的图表

柱形图是一种最简单的可视化图标，主要有矩形、文字标签、坐标轴组成。本文为简单起见，只绘制矩形的部分，用以讲解如何使用 D3 在 SVG 画布中绘图。

# 画布是什么

前几章的处理对象都是 HTML 的文字，没有涉及图形的制作。

要绘图，首要需要的是一块绘图的 “画布”。

HTML 5 提供两种强有力的 “画布”：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。

# 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 (是逐像素进行渲染的)

# 添加画布

D3 虽然没有明文规定一定要在 SVG 中绘图，但是 D3 提供了众多的 SVG 图形的生成器，它们都是只支持 SVG 的。因此，建议使用 SVG 画布。

使用 D3 在 body 元素中添加 svg 的代码如下:

	var width = 300; // 画布的宽度
	var height = 300; // 画布的高度

	var svg = d3.select("body") // 选择文档中的 body 元素
	.append("svg") // 添加一个 svg 元素
	.attr("width", width) // 设定宽度
	.attr("height", height); // 设定高度

有了画布，接下来就可以在画布上作图了。

# 绘制矩形

本文绘制一个横向的柱形图。只绘制矩形，不绘制文字和坐标轴。

在 SVG 中，矩形的元素标签是 rect。例如：

	<svg>
	<rect></rect>
	<rect></rect>
	</svg>

上面的 rect 里没有矩形的属性。矩形的属性，常用的有四个：

x：矩形左上角的 x 坐标
y：矩形左上角的 y 坐标
width：矩形的宽度
height：矩形的高度

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。

现在给出一组数据，要对此进行可视化。数据如下：

var dataset = [ 250 , 210 , 170 , 130 , 90 ];  // 数据（表示矩形的宽度）

为简单起见，我们直接用数值的大小来表示矩形的像素宽度（后面会说到这不是一种好方法）。然后，添加以下代码。

	var rectHeight = 25; // 每个矩形所占的像素高度 (包括空白)

	svg.selectAll("rect")
	.data(dataset)
	.enter()
	.append("rect")
	.attr("x",20)
	.attr("y",function(d,i){
	return i * rectHeight;
	})
	.attr("width",function(d){
	return d;
	})
	.attr("height",rectHeight-2)
	.attr("fill","steelblue");

这段代码添加了与 dataset 数组的长度相同数量的矩形，所使用的语句是：

	svg.selectAll("rect") // 选择 svg 内所有的矩形
	.data(dataset) // 绑定数组
	.enter() // 指定选择集的 enter 部分
	.append("rect") // 添加足够数量的矩形元素

这段代码以后会常常出现在 D3 的代码中，请务必牢记。目前不深入讨论它的作用机制是怎样的，只需要读者牢记，当：有数据，而没有足够图形元素的时候，使用此方法可以添加足够的元素。

添加了元素之后，就需要分别给各元素的属性赋值。在这里用到了 function (d, i)，前面已经讲过，d 代表与当前元素绑定的数据，i 代表索引号。给属性赋值的时候，是需要用到被绑定的数据，以及索引号的。

最后一行的：

.attr("fill","steelblue");

是给矩形元素设置颜色。一般来说，最好写成外置 CSS 的形式，方便归类和修改。这里为了便于初学者理解，将样式直接写到元素里。

结果图如下所示：
在这里插入图片描述

# 4、比例尺的使用

比例尺是 D3 中很重要的一个概念，上一章里曾经提到过直接用数值的大小来代表像素不是一种好方法，本章正是要解决此问题。

# 为什么需要比例尺

上一章制作了一个柱形图，当时有一个数组：

var dataset = [ 250 , 210 , 170 , 130 , 90 ];

绘图时，直接使用 250 给矩形的宽度赋值，即矩形的宽度就是 250 个像素。

此方式非常具有局限性，如果数值过大或过小，例如：

	var dataset_1 = [ 2.5 , 2.1 , 1.7 , 1.3 , 0.9 ];
	var dataset_2 = [ 2500, 2100, 1700, 1300, 900 ];

对以上两个数组，绝不可能用 2.5 个像素来代表矩形的宽度，那样根本看不见；也不可能用 2500 个像素来代表矩形的宽度，因为画布没有那么长。

于是，我们需要一种计算关系，能够：

将某一区域的值映射到另一区域，其大小关系不变。

这就是比例尺（Scale）。

# 有哪些比例尺

比例尺，很像数学中的函数。例如，对于一个一元二次函数，有 x 和 y 两个未知数，当 x 的值确定时，y 的值也就确定了。

在数学中，x 的范围被称为定义域，y 的范围被称为值域。

D3 中的比例尺，也有定义域和值域，分别被称为 domain 和 range。开发者需要指定 domain 和 range 的范围，如此即可得到一个计算关系。

D3 提供了多种比例尺，下面介绍最常用的两种。

# 线性比例尺

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。

假设有以下数组：

var dataset = [1.2, 2.3, 0.9, 1.5, 3.3];

现有要求如下：

将 dataset 中最小的值，映射成 0；将最大的值，映射成 300。

代码如下：

	var min = d3.min(dataset); // 得到最小值
	var max = d3.max(dataset); // 得到最大值

	var scaleLinear = d3.scaleLinear()
	.domain([min, max])
	.range([0, 300]);

	scaleLinear(0.9); // 返回 0
	scaleLinear(2.3); // 返回 175
	scaleLinear(3.3); // 返回 300

其中，d3.scaleLinear() 返回一个线性比例尺。domain () 和 range () 分别设定比例尺的定义域和值域。在这里还用到了两个函数，它们经常与比例尺一起出现：

d3.max()
d3.min()

这两个函数能够求数组的最大值和最小值，是 D3 提供的。按照以上代码，

比例尺的定义域 domain 为：[0.9, 3.3]

比例尺的值域 range 为：[0, 300]

因此，当输入 0.9 时，返回 0；当输入 3.3 时，返回 300。当输入 2.3 时呢？返回 175，这是按照线性函数的规则计算的。

有一点请大家记住：

d3.scaleLinear () 的返回值，是可以当做函数来使用的。因此，才有这样的用法：scaleLinear (0.9)。

# 序数比例尺

有时候，定义域和值域不一定是连续的。例如，有两个数组：

	var index = [0, 1, 2, 3, 4];
	var color = ["red", "blue", "green", "yellow", "black"];

我们希望 0 对应颜色 red，1 对应 blue，依次类推。

但是，这些值都是离散的，线性比例尺不适合，需要用到序数比例尺。

	var scaleOrdinal = d3.scaleOrdinal()
	.domain(index)
	.range(color);

	scaleOrdinal (0); // 返回 red
	scaleOrdinal (2); // 返回 green
	scaleOrdinal (4); // 返回 black

用法与线性比例尺是类似的。

# 给柱形图添加比例尺

在上一章的基础上，修改一下数组，再定义一个线性比例尺。

	var dataset = [ 2.5 , 2.1 , 1.7 , 1.3 , 0.9 ];

	var scaleLinear = d3.scaleLinear()
	.domain([0, d3.max(dataset)])
	.range([0, 250]);

其后，按照上一章的方法添加矩形，在给矩形设置宽度的时候，应用比例尺。

	var rectHeight = 25; // 每个矩形所占的像素高度 (包括空白)

	svg.selectAll("rect")
	.data(dataset)
	.enter()
	.append("rect")
	.attr("x",20)
	.attr("y",function(d,i){
	return i * rectHeight;
	})
	.attr("width",function(d){
	return scaleLinear(d); // 在这里用比例尺
	})
	.attr("height",rectHeight-2)
	.attr("fill","steelblue");

如此一来，所有的数值，都按照同一个线性比例尺的关系来计算宽度，因此数值之间的大小关系不变。

# 5、坐标轴

坐标轴，是可视化图表中经常出现的一种图形，由一些列线段和刻度组成。坐标轴在 SVG 中是没有现成的图形元素的，需要用其他的元素组合构成。D3 提供了坐标轴的组件，如此在 SVG 画布中绘制坐标轴变得像添加一个普通元素一样简单。

# 坐标轴由什么构成

在 SVG 画布的预定义元素里，有六种基本图形：

矩形
圆形
椭圆
线段
折线
多边形

另外，还有一种比较特殊，也是功能最强的元素：

路径

画布中的所有图形，都是由以上七种元素组成。

显然，这里面没有坐标轴 这种元素。如果有的话，我们可以采用类似以下的方式定义：

<axis x1="" x2="" ...></axis>

很可惜，没有这种元素。但是，这种设计是合理的：不可能为每一种图形都配备一个单独的元素，那样 SVG 就会过于庞大。

因此，我们需要用其他元素来组合成坐标轴，最终使其变为类似以下的形式：

	<g>
	<!-- 第一个刻度 -->
	<g>
	<line></line> <!-- 第一个刻度的直线 -->
	<text></text> <!-- 第一个刻度的文字 -->
	</g>
	<!-- 第二个刻度 -->
	<g>
	<line></line> <!-- 第二个刻度的直线 -->
	<text></text> <!-- 第二个刻度的文字 -->
	</g>
	...
	<!-- 坐标轴的轴线 -->
	<path></path>
	</g>

<g> 分组元素，是 SVG 画布中的元素，意思是 group。此元素是将其他元素进行组合的容器，在这里是用于将坐标轴的其他元素分组存放。

如果需要手动添加这些元素就太麻烦了，为此，D3 提供了轴生成器：d3.axisTop ()、d3.axisRight ()、
d3.axisBottom ()、d3.axisLeft ()。它为我们完成了以上工作。

# 定义坐标轴

上一章提到了比例尺的概念，要生成坐标轴，需要用到比例尺，它们二者经常是一起使用的。下面，在上一章的数据和比例尺的基础上，添加一个坐标轴的组件。

坐标轴是有朝向的，在这里我们以向下朝向、水平方向的坐标轴为例，其他朝向的（比如向左朝向的、垂直的坐标轴）类似。

	var dataset = [2.5, 2.1, 1.7, 1.3, 0.9]; // 数据
	// 定义线性比例尺
	var xScale = d3
	.scaleLinear()
	.domain([0, d3.max(dataset)])
	.range([0, 250]);
	// 定义坐标轴
	var axis = d3
	.axisBottom(xScale) // 定义一个 axis 并指定刻度的方向为 bottom（朝下）且指定比例尺为 xScale
	.ticks(7); // 指定刻度的数量

# 在 SVG 中添加坐标轴

定义了坐标轴之后，只需要在 SVG 中添加一个分组元素，再将坐标轴的其他元素添加到这里即可。代码如下：

svg.append("g").call(axis);

上面有一个 call() 函数，其参数是前面定义的坐标轴 axis。

在 D3 中，call () 的参数是一个函数。调用之后，将当前的选择集作为参数传递给此函数。也就是说，以下两段代码是相等的。

	function foo(selection) {
	selection
	.attr("name1", "value1")
	.attr("name2", "value2");
	}
	foo(d3.selectAll("div"))

和

d3.selectAll("div").call(foo);

因此，

svg.append("g").call(axis);

与

axis(svg.append(g));

意思一致。

# 设定坐标轴的样式和位置

默认的坐标轴样式不太美观，下面提供一个常见的样式：

	<style>
	.axis path,
	.axis line{
	fill: none;
	stroke: black;
	shape-rendering: crispEdges;
	}

	.axis text {
	font-family: sans-serif;
	font-size: 11px;
	}
	</style>

分别定义了类 axis 下的 path、line、text 元素的样式。接下来，只需要将坐标轴的类设定为 axis 即可。

坐标轴的位置，可以通过 transform 属性来设定。

通常在添加元素的时候就一并设定，写成如下形式：

	svg.append("g")
	.attr("class","axis")
	.attr("transform","translate(20,130)")
	.call(axis);

# 6、完整的柱形图

一个完整的柱形图包含三部分：矩形、文字、坐标轴。本章将对前几章的内容进行综合的运用，制作一个实用的柱形图，内容包括：选择集、数据绑定、比例尺、坐标轴等内容。

# 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};

上面定义了一个 padding，是为了给 SVG 的周边留一个空白，最好不要将图形绘制到边界上。

# 定义数据和比例尺

	// 定义一个数组
	var dataset = [10, 20, 30, 40, 33, 24, 12, 5];

	//x 轴的比例尺 (创建一个序列化比例尺)
	var xScale = d3.scaleBand()
	.domain(d3.range(dataset.length))
	.rangeRound([0, width - padding.left - padding.right]);

	//y 轴的比例尺
	var yScale = d3.scaleLinear()
	.domain([0,d3.max(dataset)])
	.range([height - padding.top - padding.bottom, 0]);

这里出现了 d3.scaleBand() ，这是一个坐标轴
d3.range(dataset.length) ，前面说过，这里返回的是一个等差数列， dataset.length=9 ，所以返回的是 0 到 8 的等差数列

x 轴使用序数化比例尺，y 轴使用线性比例尺。要注意两个比例尺值域的范围。

# 定义坐标轴

	var xAxis = d3.axisBottom(xScale); // 定义 x 轴
	var yAxis = d3.axisLeft(yScale); // 定义 y 轴

x 轴刻度的方向向下，y 轴的向左。

# 添加矩形和文字元素

	// 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.step() - rectPadding)
	.attr("height", function(d) {
	return height - padding.top - padding.bottom - yScale(d);
	})
	.attr("fill","blue");
	// 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.step() - rectPadding) / 2;
	})
	.attr("dy", function(d) {
	return 20;
	})
	.text(function(d) {
	return d;
	});

矩形元素和文字元素的 x 和 y 坐标要特别注意，要结合比例尺给予适当的值。

# 添加坐标轴的元素

	// 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);

坐标轴的位置要结合空白 padding 的值来设定。
在这里插入图片描述

# 7、让图表动起来

D3 支持制作动态的图表。有时候，图表的变化需要缓慢的发生，以便于让用户看清楚变化的过程，也能给用户不小的友好感。

# 什么是动态效果

前面几章制作的图表是一蹴而就地出现，然后绘制完成后不再发生变化的，这是静态的图表。

动态的图表，是指图表在某一时间段会发生某种变化，可能是形状、颜色、位置等，而且用户是可以看到变化的过程的。

例如，有一个圆，圆心为 (100, 100)。现在我们希望圆的 x 坐标从 100 移到 300，并且移动过程在 2 秒的时间内发生。

这种时候就需要用到动态效果，在 D3 里我们称之为过渡（transition）。

# 实现动态的方法

D3 提供了 4 个方法用于实现图形的过渡：从状态 A 变为状态 B。

# transition()

启动过渡效果。

其前后是图形变化前后的状态（形状、位置、颜色等等），例如：

	.attr("fill","red") // 初始颜色为红色
	.transition() // 启动过渡
	.attr("fill","steelblue") // 终止颜色为铁蓝色

D3 会自动对两种颜色（红色和铁蓝色）之间的颜色值（RGB 值）进行插值计算，得到过渡用的颜色值。我们无需知道中间是怎么计算的，只需要享受结果即可。

# duration()

指定过渡的持续时间，单位为毫秒。

如 duration (2000) ，指持续 2000 毫秒，即 2 秒。

# ease()

指定过渡的方式，常用的有：

linear：普通的线性变化
circle：慢慢地到达变换的最终状态
elastic：带有弹跳的到达最终状态
bounce：在最终状态处弹跳几次

调用时，格式形如： ease (“bounce”)。

# delay()

指定延迟的时间，表示一定时间后才开始转变，单位同样为毫秒。此函数可以对整体指定延迟，也可以对个别指定延迟。

例如，对整体指定时：

	.transition()
	.duration(1000)
	.delay(500)

如此，图形整体在延迟 500 毫秒后发生变化，变化的时长为 1000 毫秒。因此，过渡的总时长为 1500 毫秒。

又如，对一个一个的图形（图形上绑定了数据）进行指定时：

	.transition()
	.duration(1000)
	.delay(funtion(d,i){
	return 200*i;
	})

如此，假设有 10 个元素，那么第 1 个元素延迟 0 毫秒（因为 i = 0），第 2 个元素延迟 200 毫秒，第 3 个延迟 400 毫秒，依次类推…. 整个过渡的长度为 200 * 9 + 1000 = 2800 毫秒。

# 实现简单的动态效果

下面将在 SVG 画布里添加三个圆，圆出现之后，立即启动过渡效果。

第一个圆，要求移动 x 坐标。

	var circle1 = svg.append("circle")
	.attr("cx", 100)
	.attr("cy", 100)
	.attr("r", 45)
	.style("fill", "green");
	// 在 1 秒（1000 毫秒）内将圆心坐标由 100 变为 300
	circle1.transition()
	.duration(1000)
	.attr("cx", 300);

第二个圆，要求既移动 x 坐标，又改变颜色。

	var circle2 = svg.append("circle")
	.attr("cx", 100)
	.attr("cy", 200)
	.attr("r", 45)
	.style("fill", "green"); // 与第一个圆一样
	// 在 1.5 秒（1500 毫秒）内将圆心坐标由 100 变为 300，
	// 将颜色从绿色变为红色
	circle2.transition()
	.duration(1500)
	.attr("cx", 300)
	.style("fill", "red");

第三个圆，要求既移动 x 坐标，又改变颜色，还改变半径。

	var circle3 = svg.append("circle")
	.attr("cx", 100)
	.attr("cy", 300)
	.attr("r", 45)
	.style("fill", "green"); // 与第一个圆一样
	// 在 2 秒（2000 毫秒）内将圆心坐标由 100 变为 300
	// 将颜色从绿色变为红色
	// 将半径从 45 变成 25
	// 过渡方式采用 bounce（在终点处弹跳几次）
	circle3
	.transition()
	.duration(2000)
	.ease(d3.easeBounce)
	.attr("cx", 300)
	.style("fill", "red")
	.attr("r", 25);

# 给柱形图加上动态效果

在上一章完整柱形图的基础上稍作修改，即可做成一个带动态效果的、有意思的柱形图。

在添加文字元素和矩形元素的时候，启动过渡效果，让各柱形和文字缓慢升至目标高度，并且在目标处跳动几次。

对于文字元素，代码如下：

	.attr("y",function(d){
	var min = yScale.domain()[0];
	return yScale(min);
	})
	.transition()
	.delay(function(d,i){
	return i * 200;
	})
	.duration(2000)
	.ease(d3.easeBounce)
	.attr("y",function(d){
	return yScale(d);
	});

文字元素的过渡前后，发生变化的是 y 坐标。其起始状态是在 y 轴等于 0 的位置（但要注意，不能在起始状态直接返回 0，要应用比例尺计算画布中的位置）。终止状态是目标值。

# 8、理解 Update、Enter、Exit

Update、Enter、Exit 是 D3 中三个非常重要的概念，它处理的是当选择集和数据的数量关系不确定的情况。

# 什么是 Update、Enter、Exit

前几章里，反复出现了形如以下的代码。

	svg.selectAll("rect") // 选择 svg 内所有的矩形
	.data(dataset) // 绑定数组
	.enter() // 指定选择集的 enter 部分
	.append("rect") // 添加足够数量的矩形元素

前面提到，这段代码使用的情况是当以下情况出现的时候：

有数据，而没有足够图形元素的时候，使用此方法可以添加足够的元素。

当时并没有深究这段代码是什么意思，本章将对此进行讲解。但是，由于此问题相对复杂，本章只进行最初步的介绍。

假设，在 body 中有三个 p 元素，有一数组 [3, 6, 9]，则可以将数组中的每一项分别与一个 p 元素绑定在一起。但是，有一个问题：** 当数组的长度与元素数量不一致（数组长度 > 元素数量 or 数组长度 < 元素数量）时呢？** 这时候就需要理解 Update、Enter、Exit 的概念。

如果数组为 [3, 6, 9, 12, 15]，将此数组绑定到三个 p 元素的选择集上。可以想象，会有两个数据没有元素与之对应，这时候 D3 会建立两个空的元素与数据对应，这一部分就称为 Enter。而有元素与数据对应的部分称为 Update。如果数组为 [3]，则会有两个元素没有数据绑定，那么没有数据绑定的部分被称为 Exit。示意图如下所示。

[外链图片转存失败，源站可能有防盗链机制，建议将图片保存下来直接上传 (img-jbFyQNr1-1629179770606)(/download/attachments/41324300/1581165812504.png?version=1&modificationDate=1581176415000&api=v2)]

看到这，我想大家能体会到为什么本节最开始处的代码能够给 SVG 内添加足够数量的元素了吧。它的意思其实是：

此时 SVG 里没有 rect 元素，即元素数量为 0。有一数组 dataset，将数组与元素数量为 0 的选择集绑定后，选择其 Enter 部分（请仔细看上图），然后添加（append）元素，也就是添加足够的元素，使得每一个数据都有元素与之对应。

# Update 和 Enter 的使用

当对应的元素不足时（绑定数据数量 > 对应元素），需要添加元素（append）。

现在 body 中有三个 p 元素，要绑定一个长度大于 3 的数组到 p 的选择集上，然后分别处理 update 和 enter 两部分。

	var dataset = [ 3 , 6 , 9 , 12 , 15 ];

	// 选择 body 中的 p 元素
	var p = d3.select("body").selectAll("p");

	// 获取 update 部分
	var update = p.data(dataset);

	// 获取 enter 部分
	var enter = update.enter();

	//update 部分的处理：更新属性值
	update.text(function(d){
	return "update " + d;
	});

	//enter 部分的处理：添加元素后赋予属性值
	enter.append("p")
	.text(function(d){
	return "enter " + d;
	});

结果如下图，update 部分和 enter 部分被绑定的数据很清晰地表示了出来：

	update 3
	update 6
	update 9
	enter 12
	enter 15

请大家记住：

update 部分的处理办法一般是：更新属性值
enter 部分的处理办法一般是：添加元素后，赋予属性值

# Update 和 Exit 的使用

当对应的元素过多时（绑定数据数量 < 对应元素），需要删掉多余的元素。

现在 body 中有三个 p 元素，要绑定一个长度小于 3 的数组到 p 的选择集上，然后分别处理 update 和 exit 两部分。

	var dataset = [ 3 ];

	// 选择 body 中的 p 元素
	var p = d3.select("body").selectAll("p");

	// 获取 update 部分
	var update = p.data(dataset);

	// 获取 exit 部分
	var exit = update.exit();

	//update 部分的处理：更新属性值
	update.text(function(d){
	return "update " + d;
	});

	//exit 部分的处理：修改 p 元素的属性
	exit.text(function(d){
	return "exit";
	});

	//exit 部分的处理通常是删除元素
	// exit.remove();

结果如下，请大家区分好 update 部分和 exit 部分。这里为了表明哪一部分是 exit，并没有删除掉多余的元素，但实际上 exit 部分的绝大部分操作是删除。

	update 3
	exit
	exit

请大家记住：

exit 部分的处理办法一般是：删除元素（remove）

# 9、交互式操作

与图表的交互，指在图形元素上设置一个或多个监听器，当事件发生时，做出相应的反应。

# 什么是交互

交互，指的是用户输入了某种指令，程序接受到指令之后必须做出某种响应。对可视化图表来说，交互能使图表更加生动，能表现更多内容。例如，拖动图表中某些图形、鼠标滑到图形上出现提示框、用触屏放大或缩小图形等等。

用户用于交互的工具一般有三种：鼠标、键盘、触屏。

# 如何添加交互

对某一元素添加交互操作十分简单，代码如下：

	var circle = svg.append("circle");

	circle.on("click", function(){
	// 在这里添加交互内容
	});

这段代码在 SVG 中添加了一个圆，然后添加了一个监听器，是通过 on () 添加的。在 D3 中，每一个选择集都有 on () 函数，用于添加事件监听器。

on () 的第一个参数是监听的事件，第二个参数是监听到事件后响应的内容，第二个参数是一个函数。

鼠标常用的事件有：

click：鼠标单击某元素时，相当于 mousedown 和 mouseup 组合在一起。
mouseover：光标放在某元素上。
mouseout：光标从某元素上移出来时。
mousemove：鼠标被移动的时候。
mousedown：鼠标按钮被按下。
mouseup：鼠标按钮被松开。
dblclick：鼠标双击。

键盘常用的事件有三个：

keydown：当用户按下任意键时触发，按住不放会重复触发此事件。该事件不会区分字母的大小写，例如 “A” 和 “a” 被视为一致。
keypress：当用户按下字符键（大小写字母、数字、加号、等号、回车等）时触发，按住不放会重复触发此事件。该事件区分字母的大小写。
keyup：当用户释放键时触发，不区分字母的大小写。触屏常用的事件有三个：
touchstart：当触摸点被放在触摸屏上时。
touchmove：当触摸点在触摸屏上移动时。
touchend：当触摸点从触摸屏上拿开时。当某个事件被监听到时，D3 会把当前的事件存到 d3.event 对象，里面保存了当前事件的各种参数，请大家好好参详。如果需要监听到事件后立刻输出该事件，可以添加一行代码：

	circle.on("click", function(){
	console.log(d3.event);
	});

# 带有交互的柱形图

将前面柱状图的部分代码修改成如下代码。

	var rects = svg.selectAll(".MyRect")
	.data(dataset)
	.enter()
	.append("rect")
	.attr("class","MyRect") // 把类里的 fill 属性清空
	.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.step() - rectPadding )
	.attr("height", function(d){
	return height - padding.top - padding.bottom - yScale(d);
	})
	.attr("fill","steelblue") // 填充颜色不要写在 CSS 里
	.on("mouseover",function(d,i){
	d3.select(this)
	.attr("fill","yellow");
	})
	.on("mouseout",function(d,i){
	d3.select(this)
	.transition()
	.duration(500)
	.attr("fill","steelblue");
	});

这段代码添加了鼠标移入（mouseover），鼠标移出（mouseout）两个事件的监听器。监听器函数中都使用了 d3.select(this) ，表示选择当前的元素，this 是当前的元素，要改变响应事件的元素时这么写就好。

mouseover 监听器函数的内容为：将当前元素变为黄色

mouseout 监听器函数的内容为：缓慢地将元素变为原来的颜色（蓝色）

# 10、布局

布局，可以理解成 “制作常见图形的函数”，有了它制作各种相对复杂的图表就方便多了。

# 布局是什么

布局，英文是 Layout。从字面看，可以想到有 “决定什么元素绘制在哪里” 的意思。布局是 D3 中一个十分重要的概念。D3 与其它很多可视化工具不同，相对来说较底层，对初学者来说不太方便，但是一旦掌握了，就比其他工具更加得心应手。下图展示了 D3 与其它可视化工具的区别：

[外链图片转存失败，源站可能有防盗链机制，建议将图片保存下来直接上传 (img-4zHdMtx9-1629179770609)(/download/attachments/41324300/1581167394482.png?version=1&modificationDate=1581176415000&api=v2)]

可以看到，D3 的步骤相对来说较多。坏处是对初学者不方便、也不好理解。好处是能够制作出更加精密的图形。因此，我们可以据此定义什么时候选择 D3 比较好：

选择 D3：如果希望开发脑海中任意想象到的图表。
选择 Highcharts、Echarts 等：如果希望开发几种固定种类的、十分大众化的图表。

看起来，D3 似乎是为艺术家或发烧友准备的。有那么点意思，但请初学者也不要放弃。

# 如何理解布局

从上面的图可以看到，布局的作用是：将不适合用于绘图的数据转换成了适合用于绘图的数据。

因此，为了便于初学者理解，布局的作用解释成：数据转换。

# 布局有哪些

D3 总共提供了 12 个布局：饼状图（Pie）、力导向图（Force）、弦图（Chord）、树状图（Tree）、集群图（Cluster）、捆图（Bundle）、打包图（Pack）、直方图（Histogram）、分区图（Partition）、堆栈图（Stack）、矩阵树图（Treemap）、层级图（Hierarchy）。

12 个布局中，层级图（Hierarchy）不能直接使用。集群图、打包图、分区图、树状图、矩阵树图是由层级图扩展来的。如此一来，能够使用的布局是 11 个（有 5 个是由层级图扩展而来）。这些布局的作用都是将某种数据转换成另一种数据，而转换后的数据是利于可视化的。

Bundle —- 捆图

[外链图片转存失败，源站可能有防盗链机制，建议将图片保存下来直接上传 (img-giecBFN8-1629179770610)(/download/attachments/41324300/1581167469030.png?version=1&modificationDate=1581176415000&api=v2)]

Chord —- 弦图

[外链图片转存失败，源站可能有防盗链机制，建议将图片保存下来直接上传 (img-d9Wiuw9u-1629179770612)(/download/attachments/41324300/1581167483157.png?version=1&modificationDate=1581176415000&api=v2)]

Cluster —- 集群图

[外链图片转存失败，源站可能有防盗链机制，建议将图片保存下来直接上传 (img-nMtPMpIm-1629179770613)(/download/attachments/41324300/1581167499717.png?version=1&modificationDate=1581176415000&api=v2)]

Force —- 力学图、力导向图

[外链图片转存失败，源站可能有防盗链机制，建议将图片保存下来直接上传 (img-2UNpgRaY-1629179770614)(/download/attachments/41324300/1581167512490.png?version=1&modificationDate=1581176415000&api=v2)]

Histogram —- 直方图（数据分布图）

[外链图片转存失败，源站可能有防盗链机制，建议将图片保存下来直接上传 (img-3NWkfusx-1629179770615)(/download/attachments/41324300/1581167526523.png?version=1&modificationDate=1581176415000&api=v2)]

Pack —- 打包图

[外链图片转存失败，源站可能有防盗链机制，建议将图片保存下来直接上传 (img-37UZ6ncS-1629179770616)(/download/attachments/41324300/1581167538005.png?version=1&modificationDate=1581176415000&api=v2)]

Partition —- 分区图

[外链图片转存失败，源站可能有防盗链机制，建议将图片保存下来直接上传 (img-P5knvexg-1629179770617)(/download/attachments/41324300/1581167549590.png?version=1&modificationDate=1581176415000&api=v2)]

Pie —- 饼状图

[外链图片转存失败，源站可能有防盗链机制，建议将图片保存下来直接上传 (img-hMZvE37L-1629179770617)(/download/attachments/41324300/1581167561567.png?version=1&modificationDate=1581176415000&api=v2)]

Stack —- 堆栈图

[外链图片转存失败，源站可能有防盗链机制，建议将图片保存下来直接上传 (img-r7DO8BjF-1629179770619)(/download/attachments/41324300/1581167572871.png?version=1&modificationDate=1581176415000&api=v2)]

Tree —- 树状图

[外链图片转存失败，源站可能有防盗链机制，建议将图片保存下来直接上传 (img-pG9OUCWC-1629179770620)(/download/attachments/41324300/1581167585333.png?version=1&modificationDate=1581176415000&api=v2)]

Treemap —- 矩阵树图

[外链图片转存失败，源站可能有防盗链机制，建议将图片保存下来直接上传 (img-rsFGuklC-1629179770621)(/download/attachments/41324300/1581167595875.png?version=1&modificationDate=1581176415000&api=v2)]

# 11、饼状图

本章制作一个饼状图。在布局的应用中，最简单的就是饼状图，通过本文你将对布局有一个初步了解。

1、数据准备

	var marge = {top:60,bottom:60,left:60,right:60}
	var svg = d3.select("svg")
	var width = svg.attr("width")
	var height = svg.attr("height")
	var g = svg.append("g")
	.attr("transform","translate("+marge.top+","+marge.left+")");

	var dataset = [ 30 , 10 , 43 , 55 , 13 ];// 需要将这些数据变成饼状图的数据

2、设置一个颜色比例尺

	// 设置一个 color 的颜色比例尺，为了让不同的扇形呈现不同的颜色
	var colorScale = d3.scaleOrdinal()
	.domain(d3.range(dataset.length))
	.range(d3.schemeCategory10);

3、新建一个饼状图

	// 新建一个饼状图
	var pie = d3.pie();

4、新建一个弧形生成器

	// 新建一个弧形生成器
	var innerRadius = 0;// 内半径
	var outerRadius = 100;// 外半径
	var arc_generator = d3.arc()
	.innerRadius(0)
	.outerRadius(100);

5、利用饼状图生成器转换数据

	// 将原始数据变成可以绘制饼状图的数据，
	var pieData = pie(dataset);

	// 在浏览器的控制台打印 pieData
	console.log(pieData);

6、开始绘制，老规矩，先为每一个扇形及其对应的文字建立一个分组

	var gs = g.selectAll(".g")
	.data(pieData)
	.enter()
	.append("g")
	.attr("transform","translate("+width/2+","+height/2+")")// 位置信息

7、绘制扇形

	// 绘制饼状图的各个扇形
	gs.append("path")
	.attr("d",function(d){
	return arc_generator(d);// 往弧形生成器中出入数据
	})
	.attr("fill",function(d,i){
	return colorScale(i);// 设置颜色
	});

arc_generator(d); // 往弧形生成器中出入数据，由官方 API 的示例可知（我已经在本章开头截了图），弧形生成器所需要传入的数据就是饼状图生成器返回的数据

8、文字

	// 绘制饼状图上面的文字信息
	gs.append("text")
	.attr("transform",function(d){// 位置设在中心处
	return "translate("+arc_generator.centroid(d)+")";
	})
	.attr("text-anchor","middle")
	.text(function(d){
	return d.data;
	})

注意：这里的文字获取需要用到 d.data，我们可以根据在控制台输出的数据格式可以知道，因为在转换数据后，新数据的 data 域才是原始数据

最后，整个代码的结果:

[外链图片转存失败，源站可能有防盗链机制，建议将图片保存下来直接上传 (img-FWtubXEi-1629179770622)(/download/attachments/41324300/1581172884792.png?version=1&modificationDate=1581176415000&api=v2)]

# 12、力导向图

力导向图（Force-Directed Graph），是绘图的一种算法。在二维或三维空间里配置节点，节点之间用线连接，称为连线。各连线的长度几乎相等，且尽可能不相交。节点和连线都被施加了力的作用，力是根据节点和连线的相对位置计算的。根据力的作用，来计算节点和连线的运动轨迹，并不断降低它们的能量，最终达到一种能量很低的安定状态。

力导向图能表示节点之间的多对多的关系。

为了绘制一个力导向图，我们还是需要以下新的知识点

d3.forceSimulation () ，新建一个力导向图，
d3.forceSimulation ().force (), 添加或者移除一个力；对于 d3.forceSimulation ().force (name)，也就是当 force 中只有一个参数，这个参数是某个力的名称，那么这段代码返回的是某个具体的力，（根据上面图片官方对 force 的说明也可以知道），例如 d3.forceSimulation ().force (“link”)，则返回的是 d3.forceLink () 这个力，注意对照上面的图片，这个用法在下面会经常被用到
d3.forceSimulation ().nodes ()，输入是一个数组，然后将这个输入的数组进行一定的数据转换，例如添加坐标什么的
d3.forceLink.links ()，这里输入的也是一个数组（边集），然后对输入的边集进行转换，等一下我们会看到，它到底被转换成什么样子的
tick 函数，这个函数对于力导向图来说非常重要，因为力导向图是不断运动的，每一时刻都在发生更新，所以需要不断更新节点和连线的位置
d3.drag (), 是力导向图可以被拖动

1、数据准备

	var marge = {top:60,bottom:60,left:60,right:60}
	var svg = d3.select("svg")
	var width = svg.attr("width")
	var height = svg.attr("height")
	var g = svg.append("g")
	.attr("transform","translate("+marge.top+","+marge.left+")");

	// 准备数据
	var nodes = [// 节点集
	{name:"湖南邵阳"},
	{name:"山东莱州"},
	{name:"广东阳江"},
	{name:"山东枣庄"},
	{name:"泽"},
	{name:"恒"},
	{name:"鑫"},
	{name:"明山"},
	{name:"班长"}
	];

	var edges = [// 边集
	{source:0,target:4,relation:"籍贯",value:1.3},
	{source:4,target:5,relation:"舍友",value:1},
	{source:4,target:6,relation:"舍友",value:1},
	{source:4,target:7,relation:"舍友",value:1},
	{source:1,target:6,relation:"籍贯",value:2},
	{source:2,target:5,relation:"籍贯",value:0.9},
	{source:3,target:7,relation:"籍贯",value:1},
	{source:5,target:6,relation:"同学",value:1.6},
	{source:6,target:7,relation:"朋友",value:0.7},
	{source:6,target:8,relation:"职责",value:2}
	];

2、设置一个颜色比例尺

	// 设置一个 color 的颜色比例尺，为了让不同的扇形呈现不同的颜色
	var colorScale = d3.scaleOrdinal()
	.domain(d3.range(nodes.length))
	.range(d3.schemeCategory10);

3、新建一个力导向图

	var forceSimulation = d3.forceSimulation()
	.force("link",d3.forceLink())
	.force("charge",d3.forceManyBody())
	.force("center",d3.forceCenter());

4、生成节点数据

	// 生成节点数据
	forceSimulation.nodes(nodes)
	.on("tick",ticked);// 这个函数很重要，后面给出具体实现和说明

注意，这里出现了 tick 函数，我把它的实现写到了一个有名函数 ticked（以前我们大多写的都是无名函数）

5、生成边集数据

	// 生成边数据
	forceSimulation.force("link")
	.links(edges)
	.distance(function(d){// 每一边的长度
	return d.value*100;
	})

注意，这里出现了 forceSimulation.force (name) 的用法，前面已经详细解释了它的返回值

6、设置图形中心位置

	// 设置图形的中心位置
	forceSimulation.force("center")
	.x(width/2)
	.y(height/2);

这里也是 forceSimulation.force (name) 的用法

7、输出顶点集和边集

	// 在浏览器的控制台输出
	console.log(nodes);
	console.log(edges);

8、绘制边

	// 绘制边
	var links = g.append("g")
	.selectAll("line")
	.data(edges)
	.enter()
	.append("line")
	.attr("stroke",function(d,i){
	return colorScale(i);
	})
	.attr("stroke-width",1);

这里注意一下，应该先绘制边，在绘制顶点，因为在 d3 中，各元素是有层级关系的，先绘制的在下面

9、边上的文字

	var linksText = g.append("g")
	.selectAll("text")
	.data(edges)
	.enter()
	.append("text")
	.text(function(d){
	return d.relation;
	})

10、老规矩，先建立用来放在每个节点和对应文字的分组 <g>

	var gs = g.selectAll(".circleText")
	.data(nodes)
	.enter()
	.append("g")
	.attr("transform",function(d,i){
	var cirX = d.x;
	var cirY = d.y;
	return "translate("+cirX+","+cirY+")";
	})
	.call(d3.drag()
	.on("start",started)
	.on("drag",dragged)
	.on("end",ended)
	);

注意，这里出现了 drag 函数，对于 call 函数大家应该比较熟悉了！我们也可以发现，这里使用了三个有名函数，具体实现见后面 13、drag

11、节点和文字

	// 绘制节点
	gs.append("circle")
	.attr("r",10)
	.attr("fill",function(d,i){
	return colorScale(i);
	})
	// 文字
	gs.append("text")
	.attr("x",-10)
	.attr("y",-20)
	.attr("dy",10)
	.text(function(d){
	return d.name;
	})

注意，这里的文字的到需要根据转换后数据的特点得到。

12、ticked 函数的实现

	function ticked(){
	links.attr("x1",function(d){return d.source.x;})
	.attr("y1",function(d){return d.source.y;})
	.attr("x2",function(d){return d.target.x;})
	.attr("y2",function(d){return d.target.y;});

	linksText.attr("x",function(d){
	return (d.source.x+d.target.x)/2;
	}).attr("y",function(d){
	return (d.source.y+d.target.y)/2;
	});

	gs.attr("transform",function(d) { return "translate(" + d.x + "," + d.y + ")"; });
	}

注意，可以发现，这里写的都是位置信息，所以你在绘制相应的图形元素的时候，位置信息就不那么重要的，而且，建议先写完这个函数后，在进行测试

13、drag

	function started(d){
	if(!d3.event.active){
	forceSimulation.alphaTarget(0.8).restart();设置衰减系数，对节点位置移动过程的模拟，数值越高移动越快，数值范围[0，1]
	}
	d.fx = d.x;
	d.fy = d.y;
	}
	function dragged(d){
	d.fx = d3.event.x;
	d.fy = d3.event.y;
	}
	function ended(d){
	if(!d3.event.active){
	forceSimulation.alphaTarget(0);
	}
	d.fx = null;
	d.fy = null;
	}

drag 中有三个函数，在这里进行了实现，其中 d.fx 和 d.fy 表示固定坐标，例如，现在我们看到 dragged 函数，我们可以发现这样的代码：d.fx = d3.event.x; d.fy = d3.event.y;，也就是在拖动节点的时候，鼠标位置在哪里（d3.event），节点的固定位置就在哪里，再看到 ended 函数，也就是结束拖动的时候触发，可以发现，固定坐标都为空，也就是不固定，这样模拟的效果才好。

代码运行结果如下：

[外链图片转存失败，源站可能有防盗链机制，建议将图片保存下来直接上传 (img-rIqq1tFr-1629179770623)(/download/attachments/41324300/1581173696042.png?version=1&modificationDate=1581176415000&api=v2)]

# 13、树状图

树状图，可表示节点之间的包含与被包含关系。

树状图知识点：

d3.hierarchy ()，层级布局，需要和 tree 生成器一起使用，来得到绘制树所需要的节点数据和边数据；
d3.hierarchy ().sum () , 后序遍历；
d3.tree ()，创建一个树状图生成器；
d3.tree ().size ()，定义树的大小；
d3.tree ().separation (), 定义邻居节点的距离；
node.descendants () 得到所有的节点，已经经过转换的数据；
node.links ()，得到所有的边，已经经过转换的数据；
d3.linkHorizontal ()，创建一个贝塞尔生成曲线生成器，当然不止只有水平的，还有垂直的（d3.linkVertical ()）

1、数据准备

	// 定义边界
	var marge = {top:50, bottom:0, left:10, right:0};

	var svg = d3.select("svg");
	var width = svg.attr("width");
	var height = svg.attr("height");

	var g = svg.append("g")
	.attr("transform","translate("+marge.top+","+marge.left+")");

	var scale = svg.append("g")
	.attr("transform","translate("+marge.top+","+marge.left+")");
	// 数据
	var dataset = {
	name:"中国",
	children:[
	{
	name:"浙江",
	children:[
	{name:"杭州" ,value:100},
	{name:"宁波",value:100},
	{name:"温州",value:100},
	{name:"绍兴",value:100}
	]
	},
	{
	name:"广西",
	children:[
	{
	name:"桂林",
	children:[
	{name:"秀峰区",value:100},
	{name:"叠彩区",value:100},
	{name:"象山区",value:100},
	{name:"七星区",value:100}
	]
	},
	{name:"南宁",value:100},
	{name:"柳州",value:100},
	{name:"防城港",value:100}
	]
	},
	{
	name:"黑龙江",
	children:[
	{name:"哈尔滨",value:100},
	{name:"齐齐哈尔",value:100},
	{name:"牡丹江",value:100},
	{name:"大庆",value:100}
	]
	},
	{
	name:"新疆" ,
	children:
	[
	{name:"乌鲁木齐"},
	{name:"克拉玛依"},
	{name:"吐鲁番"},
	{name:"哈密"}
	]
	}
	]
	};

可以发现，数据本来就以树的形式存储

2、创建一个层级布局

	var hierarchyData = d3.hierarchy(dataset)
	.sum(function(d){
	return d.value;
	});

这时候如果你打印 hierarchyData 的话，会得到一个以树形式组织的树

3、创建一个树状图

	// 创建一个树状图
	var tree = d3.tree()
	.size([width-400,height-200])
	.separation(function(a,b){
	return (a.parent==b.parent?1:2)/a.depth;
	})

4、初始化树状图，也就是传入数据，并得到绘制树基本数据

var treeData = tree(hierarchyData);

5、得到边和节点（已经完成转换的）

	var nodes = treeData.descendants();
	var links = treeData.links();

6、输出边和节点

	// 输出节点和边
	console.log(nodes);
	console.log(links);

7、创建一个贝塞尔生成曲线生成器

	var Bézier_curve_generator = d3.linkHorizontal()
	.x(function(d) { return d.y; })
	.y(function(d) { return d.x; });

8、绘制边

	// 绘制边
	g.append("g")
	.selectAll("path")
	.data(links)
	.enter()
	.append("path")
	.attr("d",function(d){
	var start = {x:d.source.x,y:d.source.y};
	var end = {x:d.target.x,y:d.target.y};
	return Bézier_curve_generator({source:start,target:end});
	})
	.attr("fill","none")
	.attr("stroke","yellow")
	.attr("stroke-width",1);

9、老规矩，先建立用来放在每个节点和对应文字的分组 <g>

	var gs = g.append("g")
	.selectAll("g")
	.data(nodes)
	.enter()
	.append("g")
	.attr("transform",function(d){
	var cx = d.x;
	var cy= d.y;
	return "translate("+cy+","+cx+")";
	});

10、绘制节点和文字

	// 绘制节点
	gs.append("circle")
	.attr("r",6)
	.attr("fill","white")
	.attr("stroke","blue")
	.attr("stroke-width",1);

	// 文字
	gs.append("text")
	.attr("x",function(d){
	return d.children?-40:8;
	}) // 如果某节点有子节点，则对应的文字前移
	.attr("y",-5)
	.attr("dy",10)
	.text(function(d){
	return d.data.name;
	})

结果图:

[外链图片转存失败，源站可能有防盗链机制，建议将图片保存下来直接上传 (img-eJ16j6Bu-1629179770624)(/download/attachments/41324300/1581175195790.png?version=1&modificationDate=1581176415000&api=v2)]

# 参考资料：

D3-Demo
D3.js 入门教程
D3.js API
API

d3js

# D3: Data-Driven Documents

# 官方资源

# 安装 D3

# D3 的优点

# 如何使用 D3 来绘图

# 0、D3 的学习方法

# 1、选择元素和绑定数据

# 如何选择元素

# 选择第一个 p 元素

# 选择所有 p 元素

# 根据 id 选择元素

# 选择后两个 p 元素

# 如何绑定数据

# datum()

# data()

# 2、插入、删除元素

# 插入元素

# append()

# insert()

# 删除元素

# 3、做一个简单的图表

# 画布是什么

# SVG 是什么

# Canvas 是什么

# 添加画布

# 绘制矩形

# 4、比例尺的使用

# 为什么需要比例尺

# 有哪些比例尺

# 线性比例尺

# 序数比例尺

# 给柱形图添加比例尺

# 5、坐标轴

# 坐标轴由什么构成

# 定义坐标轴

# 在 SVG 中添加坐标轴

# 设定坐标轴的样式和位置

# 6、完整的柱形图

# 添加 SVG 画布

# 定义数据和比例尺

# 定义坐标轴

# 添加矩形和文字元素

# 添加坐标轴的元素

# 7、让图表动起来

# 什么是动态效果

# 实现动态的方法

# transition()

# duration()

# ease()

# delay()

# 实现简单的动态效果

# 给柱形图加上动态效果

# 8、理解 Update、Enter、Exit

# 什么是 Update、Enter、Exit

# Update 和 Enter 的使用

# Update 和 Exit 的使用

# 9、交互式操作

# 什么是交互

# 如何添加交互

# 带有交互的柱形图

# 10、布局

# 布局是什么

# 如何理解布局

# 布局有哪些

# 11、饼状图

# 12、力导向图

# 13、树状图

# 参考资料：

el-checkbox复选框如何修改尺寸大小

webstorm无法识别@路径的问题，左键无法跳转