带着canvas去流浪系列之一：绘制柱状图

【摘要】学习使用canvasAPI来实现数据可视化。

示例代码托管在：http://www.github.com/dashnowords/blogs

一. 任务说明

使用原生canvasAPI绘制柱状图。（柱状图截图来自于百度Echarts官方示例库【查看示例链接】）

二. 重点提示

柱状图或许是最容易实现的图表类型了，矩形的部分直接使用fillRect()来绘制即可，为了将坐标轴标签文字绘制在小分割线中间，需要用measureText()来测量文本的宽度，然后进行相应的偏移，否则直接绘制的话文字的左边界会和直线相对齐。其他部分都是一些基本API的使用，希望各位小伙伴通过做练习来熟悉这些API的用法。

三. 示例代码

提示：代码中将个别图表参数直接写在了函数里（也就是所谓的“魔鬼数字”），这种做法是不提倡的，因为它违反了开发的基本原则之一“开放封闭原则”。如果你使用过Echarts图表库就会发现，图表中几乎所有要素都可以通过参数来定制，此处只需要关注canvasAPI的实现方法即可。

/**
* 获取canvas绘图上下文
* @type {[type]}
*/
const canvas = document.getElementById('canvas');
const context = canvas.getContext('2d');

//绘图配置
let options = {
       chartZone:[50,50,1000,700],//标识绘图区域
       yAxisLabel:['0','100','200','300','400'],//标示Y轴坐标
       yMax:400,//Y轴最大值
       xAxisLabel:['Mon','Tue','Wed','Thu','Fri','Sat','Sun'],//X轴坐标
       data:[10,50,200,330,390,320,220],//柱状图数据
       barStyle:{
           width:70,//柱状图宽度
           color:'#1abc9c'//柱状图颜色
       }
   }

/*Echarts使用时，会调用实例方法echartsInstance.setOptions(options)来启动绘图*/
drawBarChart(options);

/**
* 绘制柱状图
*/
function drawBarChart(options) {
   drawAxis(options); //绘制坐标轴
   drawYLabels(options); //绘制y轴坐标
   drawXLabels(options); //绘制x轴坐标
   //drawData(options);//绘制柱状图
   drawDataGradient(options);//绘制渐变色柱状图
}

/**
* 绘制坐标轴
*/
function drawAxis(options) {
   let chartZone = options.chartZone;
   context.strokeWidth = 4;
   context.strokeStyle = '#353535';
   context.moveTo(chartZone[0],chartZone[1]);
   context.lineTo(chartZone[0],chartZone[3]); //y轴总高从50到700
   context.lineTo(chartZone[2],chartZone[3]); //x轴总长从50到1000
   context.stroke();
}

/**
* 绘制y轴坐标
*/
function drawYLabels(options) {
   let labels = options.yAxisLabel;
   let yLength = (options.chartZone[3] - options.chartZone[1])*0.98;
   let gap = yLength / (labels.length - 1);
   
   labels.forEach(function (label, index) {
       //绘制坐标文字
       let offset = context.measureText(label).width + 20;
       context.strokeStyle = '#eaeaea';
       context.font = '16px';
       context.fillText(label, options.chartZone[0] - offset ,options.chartZone[3] - index * gap);
       //绘制小间隔
       context.beginPath();
       context.strokeStyle = '#353535';
       context.moveTo(options.chartZone[0] - 10, options.chartZone[3] - index * gap);
       context.lineTo(options.chartZone[0], options.chartZone[3] - index * gap);
       context.stroke();
       //绘制辅助线
       context.beginPath();
       context.strokeStyle = '#eaeaea';
       context.strokeWidth = 2;
       context.moveTo(options.chartZone[0], options.chartZone[3] - index * gap);
       context.lineTo(options.chartZone[2], options.chartZone[3] - index * gap);
       context.stroke();
   });
}

/**
* 绘制x轴坐标
*/
function drawXLabels(options) {
   let labels = options.xAxisLabel;
   let xLength = (options.chartZone[2] - options.chartZone[0])*0.96;
   let gap = xLength / labels.length;
   
   labels.forEach(function (label, index) {
       //绘制坐标文字
       let offset = context.measureText(label).width;
       context.strokeStyle = '#eaeaea';
       context.font = '18px';
       context.fillText(label, options.chartZone[0] + (index + 1) * gap - offset ,options.chartZone[3] + 20);
       //绘制小间隔
       context.beginPath();
       context.strokeStyle = '#353535';
       context.moveTo(options.chartZone[0] + (index + 1) * gap - offset / 2 ,options.chartZone[3]);
       context.lineTo(options.chartZone[0] + (index + 1) * gap - offset / 2,options.chartZone[3]+5);
       context.stroke();
       //存储偏移量
       options.offsetXLabel = offset / 2;
   });
}

/**
* 绘制数据
*/
function drawData(options) {
   let data = options.data;
   let xLength = (options.chartZone[2] - options.chartZone[0])*0.96;
   let yLength = (options.chartZone[3] - options.chartZone[1])*0.98;
   let gap = xLength / options.xAxisLabel.length;

   //绘制矩形
   data.forEach(function (item, index) {
       context.fillStyle = options.barStyle.color || '#1abc9c'; //02BAD4
       let x0 = options.chartZone[0] + (index + 1) * gap - options.barStyle.width / 2 - options.offsetXLabel;
       let height = item / options.yMax * (options.chartZone[3] - options.chartZone[1])*0.98;
       let y0 =  options.chartZone[3] - height;
       let width = options.barStyle.width;
       context.fillRect(x0,y0,width,height);
   });
}

/**
* 绘制线性渐变色柱状图
*/
function drawDataGradient(options) {
   let data = options.data;
   let xLength = (options.chartZone[2] - options.chartZone[0])*0.96;
   let yLength = (options.chartZone[3] - options.chartZone[1])*0.98;
   let gap = xLength / options.xAxisLabel.length;
   //创建渐变色
   let fillStyleGradient = context.createLinearGradient(50,50,50,700);
       fillStyleGradient.addColorStop(0, options.barStyle.color);
       fillStyleGradient.addColorStop(1, 'rgba(1,176,241,0.6)');

   //绘制矩形
   data.forEach(function (item, index) {
       context.fillStyle = fillStyleGradient;
       let x0 = options.chartZone[0] + (index + 1) * gap - options.barStyle.width / 2 - options.offsetXLabel;
       let height = item / options.yMax * (options.chartZone[3] - options.chartZone[1])*0.98;
       let y0 =  options.chartZone[3] - height;
       let width = options.barStyle.width;
       context.fillRect(x0,y0,width,height);
   });
}

浏览器中可查看效果：

四. 思考题

如果希望在坐标轴末端加一个箭头，需要怎么做呢？

/*x轴箭头示例*/
//1.options中增加箭头颜色和大小的设置
let options = {
   //...
   axisArrow:{
           size:2,
           color:'#DA5961'
       }
}
//箭头绘制函数

/**
* x轴绘制箭头
*/
function drawArrow(options) {
   let factor = options.axisArrow.size;//获取箭头大小因子
   context.save();//保存当前设置的绘图上下文
   context.translate(options.chartZone[2], options.chartZone[3]);//移动坐标系原点至x轴末端
   context.beginPath();//开始绘制箭头
   context.moveTo(0,0);//移动至新原点
   context.lineTo(2 * factor,-3 * factor);
   context.lineTo(10 * factor,0);
   context.lineTo(2 * factor, 3 * factor);
   context.lineTo(0,0);
   context.globalAlpha = 0.7; //设置填充色透明度
   context.fillStyle = options.axisArrow.color;//获取箭头颜色
   context.fill();//填充箭头路径
   context.restore();//恢复绘图上下文样式设置
}

箭头效果: