d3.js下载

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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"))

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

因此,

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

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>

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