js-d3画图插件
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全面学习网站:http://www.ourd3js.com
网络统一配置
<script src="http://d3js.org/d3.v3.min.js" charset="utf-8"></script>
1. 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
例如
var body = d3.select("body"); //选择文档中的body元素 var p1 = body.select("p"); //选择body中的第一个p元素 var p = body.selectAll("p"); //选择body中的所有p元素 var svg = body.select("svg"); //选择body中的svg元素 var rects = svg.selectAll("rect"); //选择svg中所有的svg元素
2. 如何绑定数据
D3 有一个很独特的功能:能将数据绑定到 DOM 上,也就是绑定到文档上。这么说可能不好理解,例如网页中有段落元素 <p> 和一个整数 5,于是可以将整数 5 与 <p>绑定到一起。绑定之后,当需要依靠这个数据才操作元素的时候,会很方便。
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
datum()
假设有一字符串 China,要将此字符串分别与三个段落元素绑定,代码如下:
var str = "China"; 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 China 第 1 个元素绑定的数据是 China 第 2 个元素绑定的数据是 China
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。
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 dogs","I like cats","I like snakes"];
绑定之后,其对应关系的要求为:
Apple 与 I like dogs 绑定
Pear 与 I like cats 绑定
Banana 与 I like snakes 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 dogs。 当 i == 1 时, d 为 I like cats。 当 i == 2 时, d 为 I like snakes。
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 dogs
I like cats
I like snakes
选择第一个 p 元素
<p>Apple</p> <p>Pear</p> <p>Banana</p>
var p1 = body.select("p"); p1.style("color","red");
结果如下图,被选择的元素标记为红色。
选择全部 p 元素
var p = body.selectAll("p"); p.style("color","red");
选择第二个 p 元素
<p id="myid">Pear</p>
然后,使用 select 选择元素,注意参数中 id 名称前要加 # 号。
var p2 = body.select("#myid"); p2.style("color","red");
选择后两个 p 元素
<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。
3. 插入元素
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","#myid")
.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
4. 删除元素
删除一个元素时,对于选择的元素,使用 remove 。
var p = body.select("#myid"); p.remove();
图标制作
一,柱形图
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。
本例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和rect元素为d3自动添加,不需要在页面标出)
<svg> <rect></rect> <rect></rect> </svg>
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。
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。
比例尺的使用
1. 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
var min = d3.min(dataset); var max = d3.max(dataset); var linear = d3.scale.linear() .domain([min, max]) .range([0, 300]);//映色范围:映射成 0;将最大的值,映射成 300。 linear(0.9); //返回 0 linear(2.3); //返回 175 linear(3.3); //返回 300
其中,d3.scale.linear() 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。
d3.scale.linear() 的返回值,是可以当做函数来使用的。因此,才有这样的用法:linear(0.9)。
2. 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"];
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 ordinal = d3.scale.ordinal() .domain(index) .range(color); ordinal(0); //返回 red ordinal(2); //返回 green ordinal(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
对上面柱形图做如下修改修改:
<head> <meta charset="utf-8"> <title>HelloWorld</title> </head> <body> </body> </html> <script src="d3.js" charset="utf-8"></script> <script> var dataset = [ 2.5 , 2.1 , 1.7 , 1.3 , 0.9 ]; //数据(表示矩形的宽度) 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 var linear = d3.scale.linear() .domain([0, d3.max(dataset)]) .range([0, 250]); 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 linear(d); //在这里用比例尺 }) .attr("height",rectHeight-2) .attr("fill","steelblue"); </script>
5.坐标轴
d3.svg.axis()
分组元素 <g>,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
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。
//数据 var dataset = [ 2.5 , 2.1 , 1.7 , 1.3 , 0.9 ]; //定义比例尺 var linear = d3.scale.linear() .domain([0, d3.max(dataset)]) .range([0, 250]); var axis = d3.svg.axis() .scale(linear) //指定比例尺 .orient("bottom") //指定刻度的方向 .ticks(7); //指定刻度的数量
第 1 – 2 行:定义数组。
第 4 – 7 行:定义比例尺,其中使用了数组 dataset。
第 9 – 12 行:定义坐标轴,其中使用了线性比例尺 linear。其中:
d3.svg.axis():D3 中坐标轴的组件,能够在 SVG 中生成组成坐标轴的元素。
scale():指定比例尺。
orient():指定刻度的朝向,bottom 表示在坐标轴的下方显示。
ticks():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 <g>,再将坐标轴的其他元素添加到这个 <g> 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));
是相等的。
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);
全列:
<head> <meta charset="utf-8"> <title>HelloWorld</title> <style> .axis path, .axis line{ fill: none; stroke: black; shape-rendering: crispEdges; } .axis text { font-family: sans-serif; font-size: 11px; } </style> </head> <body> </body> </html> <script src="d3.js" charset="utf-8"></script> <script> var dataset = [ 2.5 , 2.1 , 1.7 , 1.3 , 0.9 ]; //数据(表示矩形的宽度) 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 var linear = d3.scale.linear() .domain([0, d3.max(dataset)]) .range([0, 250]); var axis = d3.svg.axis() .scale(linear) //指定比例尺 .orient("bottom") //指定刻度的方向 .ticks(7); //指定刻度的数量 svg.append("g") .attr("class","axis") .attr("transform","translate(20,130)") .call(axis); 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 linear(d); //在这里用比例尺 }) .attr("height",rectHeight-2) .attr("fill","steelblue"); </script>
一个完整的矩形图
<html> <head> <meta charset="utf-8"> <title>完整的柱形图</title> </head> <style> .axis path, .axis line{ fill: none; stroke: black; shape-rendering: crispEdges; } .axis text { font-family: sans-serif; font-size: 11px; } .MyRect { fill: steelblue; } .MyText { fill: white; text-anchor: middle; } </style> <body> <script src="http://d3js.org/d3.v3.min.js" charset="utf-8"></script> <script> //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}; //定义一个数组 var dataset = [10, 20, 30, 40, 33, 24, 12, 5]; //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"); //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); }); //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; }); //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); </script> </body> </html>
6.动态效果
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。
实现动态的方法
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")... //与第一个圆一样,省略部分代码 //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")... //与第一个圆一样,省略部分代码 //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("bounce") .attr("cx", 300) .style("fill","red") .attr("r", 25);
全例
<html> <head> <meta charset="utf-8"> <title>让图表动起来</title> </head> <body> <script src="http://d3js.org/d3.v3.min.js" charset="utf-8"></script> <script> //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); 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); var circle2 = svg.append("circle") .attr("cx", 100) .attr("cy", 200) .attr("r", 45) .style("fill","green"); //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"); var circle3 = svg.append("circle") .attr("cx", 100) .attr("cy", 300) .attr("r", 45) .style("fill","green"); //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("bounce") .attr("cx", 300) .style("fill","red") .attr("r", 25); </script> </body> </html>
给柱形图加上动态效果
<html> <head> <meta charset="utf-8"> <title>让图表动起来</title> <style> .axis path, .axis line{ fill: none; stroke: black; shape-rendering: crispEdges; } .axis text { font-family: sans-serif; font-size: 11px; } .MyRect { fill: steelblue; } .MyText { fill: white; text-anchor: middle; } </style> </head> <body> <script src="http://d3js.org/d3.v3.min.js" charset="utf-8"></script> <script> //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}; //定义一个数组 var dataset = [10, 20, 30, 40, 33, 24, 12, 5]; //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"); //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("width", xScale.rangeBand() - rectPadding ) .attr("y",function(d){ var min = yScale.domain()[0]; return yScale(min); }) .attr("height", function(d){ return 0; }) .transition() .delay(function(d,i){ return i * 200; }) .duration(2000) .ease("bounce") .attr("y",function(d){ return yScale(d); }) .attr("height", function(d){ return height - padding.top - padding.bottom - yScale(d); }); //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("dx",function(){ return (xScale.rangeBand() - rectPadding)/2; }) .attr("dy",function(d){ return 20; }) .text(function(d){ return d; }) .attr("y",function(d){ var min = yScale.domain()[0]; return yScale(min); }) .transition() .delay(function(d,i){ return i * 200; }) .duration(2000) .ease("bounce") .attr("y",function(d){ return yScale(d); }); //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); </script> </body> </html>