--- title: D3.js 基础笔记 created: 2022-07-23 summary: 即使是FreeCodeCamp也要做笔记 tags: - D3.js - 数据可视化 --- 内容出自：[FreeCodeCamp](https://chinese.freecodecamp.org/learn/data-visualization) > D3 或 D3.js 表示数据驱动文档。它是一个用于在浏览器中创建动态和交互式数据视觉化的 JavaScript 库。[^1] ## 学习资源 - [D3.js - Data-Driven Documents](https://d3js.org/) - [Data Visualization with D3 – Full Course for Beginners [2022] - YouTube](https://www.youtube.com/watch?v=xkBheRZTkaw&t=1s) - [Get it Right in Black & White Index - Get it Right in Black & White - VizHub Forum](https://vizhub.com/forum/t/get-it-right-in-black-white-index/110/2) - [New Livestream Series: Get it Right in Black and White](https://vizhub.com/blog/2021/02/20/new-livestream-series-get-it-right-in-black-and-white/) - [Get it Right in Black & White Index - Get it Right in Black & White - VizHub Forum](https://vizhub.com/forum/t/get-it-right-in-black-white-index/110) - [The D3 Graph Gallery – Simple charts made with d3.js](https://d3-graph-gallery.com/) - [Introduction to D3.js | D3 in Depth](https://www.d3indepth.com/introduction/) - [数据可视化认证 | freeCodeCamp.org](https://chinese.freecodecamp.org/learn/data-visualization/#data-visualization-with-d3) - [Amelia Wattenberger](https://wattenberger.com/blog/d3) - [GitHub - xswei/d3js_doc: D3js 中文文档 D3 中文](https://github.com/xswei/d3js_doc) ## 基础操作 ### 修改元素 - `select()` ： - 功能：从文档中选择一个元素。 - 参数：它接受你想要选择的元素的名字作为参数，并返回文档中第一个与名字匹配的 HTML 节点。 - `selectAll()` - 选择一组元素。并以 HTML 节点数组的形式返回该文本中所有匹配所输入字符串的对象 - `append()` - 功能：将 HTML 节点附加到选定项目，并返回该节点的句柄。 - 参数：接收你希望添加到文档中的元素 - `text()` - 功能：设置所选节点的文本，也可以获取当前文本。也可以用来添加标签 - 参数：字符串或者回调函数 ```js const anchor = d3.select('a') ``` 在 D3 中可以串联多个方法，连续执行一系列操作。->[[function chaining|链式调用]] ### 使用数据 [d3-selection](https://github.com/xswei/d3-selection/blob/master/README.md#selection_data) - `data()`： - 将元素与数据绑定 - 不需要写 for 循环或者用 forEach() 迭代数据集中的对象。 data() 方法会解析数据集，任何链接在 data() 后面的方法都会为数据集中的每个对象运行一次。 - 可以使用方括号的方式，如 `d[0]`，来访问数组中的值。 - `enter()`：获取需要插入的选择集(数据个数大于元素个数)的占位符. > 当 enter() 和 data() 方法一起使用时，它把从页面中选择的元素和数据集中的元素作**比较**。如果页面中选择的元素较少则创建缺少的元素。可以理解为管理仓库的，选择的元素是货架，数据是货，如果货架不够了，就再补几个货架，如果多了就不管 ```html

``` ### 使用动态数据 text 中设置回调处理数据如： - `d3.json()`: 从指定的 input URL 获取 JSON 文件。如果指定了 init 则会将其传递给底层的 fetch 方法 ```html ``` ### 给元素添加内联样式 - `style()` - 功能：在动态元素上添加内联 CSS 样式 - 参数：以用逗号分隔的键值对作为参数 ```js selection.style('color', 'blue') //用回调过滤 selection.style('color', d => { return d < 20 ? 'red' : 'green' }) // 动态设置样式 selection.style('height', d => d + 'px') // 动态设置高度 ``` ### 添加 Class - `attr()` - 功能：可以给元素添加任何 HTML 属性，包括 class 名称。 - 参数： - attr() 方法和 style() 的使用方法一样。它使用逗号分隔值，并且可以使用回调函数 - 可接收一个回调函数来动态设置属性。这个回调函数有两个参数，一个是数据点本身（通常是 `d`），另一个是该数据点在数组中的下标 i，这个参数是可选的 - 当需要添加 class 时，class 参数保持不变，只有 container 参数会发生变化。 ```js selection.attr('class', 'container') // 回调 selection.attr('property', (d, i) => {}) // 比如改变间距 svg .selectAll('rect') .data(dataset) .enter() .append('rect') .attr('x', (d, i) => { return i * 30 //改变间距 }) .attr('y', (d, i) => { return d * 3 //改变高度 }) //悬停效果 .attr('class', 'bar') ``` ### 标签 - 和 rect 元素类似，text 元素也需要 x 和 y 属性来指定其放置在 SVG 画布上的位置，它也需要能够获取数据来显示数据值。 - 标签样式 - `fill` 属性为 text 节点设置文本颜色 - `style()` 方法设置其它样式的 CSS 规则，例如 font-family 或 font-size。 ```js //添加标签 svg .selectAll('text') .data(dataset) .enter() .append('text') .attr('x', (d, i) => i * 30) .attr('y', (d, i) => h - 3 * d - 3) // 高三个单位是减 .text(d => d) // 添加样式 .attr('fill', 'red') .style('font-size', '25px') //悬停效果 .attr('class', 'bar') /** css中 .bar:hover { fill: brown; } **/ ``` ### 添加工具提示 tooltip - 当用户在一个对象上悬停时，提示框可以显示关于这个对象更多的信息 1. title ```js svg .selectAll('rect') .data(dataset) .enter() .append('rect') .attr('x', (d, i) => i * 30) .attr('y', (d, i) => h - 3 * d) .attr('width', 25) .attr('height', (d, i) => d * 3) // 每个 rect 节点下附加 title 元素。然后用回调函数调用 text() 方法使它的文本显示数据值。 .append('title') .text(d => d) ``` ## SVG - 坐标系：坐标轴的原点在左上角。 x 坐标为 0 将图形放在 SVG 区域的左边缘， y 坐标为 0 将图形放在 SVG 区域的上边缘。 x 值增大矩形将向右移动， y 值增大矩形将向下移动。 ### 创建 SVG ```js //创建svg selection.append('svg') ``` ### 反转 SVG 元素 - 为了使条形图向上，需要改变 y 坐标计算的方式 > SVG 区域的高度为 100。如果在集合中一个数据点的值为 0，那么条形将从 SVG 区域的最底端开始（而不是顶端）。为此，y 坐标的值应为 100。如果数据点的值为 1，你将从 y 坐标为 100 开始来将这个条形设置在底端，然后需要考虑该条形的高度为 1，所以最终的 y 坐标将是 99。 (高度从下面开始计算，坐标轴从上面开始) - y 坐标为 `y = heightOfSVG - heightOfBar` 会将条形图向上放置。 - 通常，关系是 `y = h - m * d`，其中 m 是缩放数据点的常数。 ### 更改 SVG 元素的颜色 - 在 SVG 中， rect 图形用 `fill` 属性着色。它支持十六进制代码、颜色名称、rgb 值以及更复杂的选项，比如渐变和透明。 ```js svg .selectAll('rect') .data(dataset) .enter() .append('rect') .attr('x', (d, i) => i * 30) .attr('y', (d, i) => h - 3 * d) .attr('width', 25) .attr('height', (d, i) => 3 * d) //将所有条形图的 fill 设置为海军蓝。 .attr('fill', 'navy') ``` [^1]: [数据可视化认证 | freeCodeCamp.org](https://chinese.freecodecamp.org/learn/data-visualization/) ### SVG 图形 - SVG 支持多种图形，比如矩形和圆形，并用它们来显示数据。 #### 矩形 SVG 的 rect 有四个属性。 x 和 y 坐标指定图形放在 svg 区域的位置， height 和 width 指定图形大小 ```js const svg = d3 .select('body') .append('svg') .attr('width', w) .attr('height', h) .append('rect') //rect矩形 .attr('width', 25) .attr('height', 100) .attr('x', 0) .attr('y', 0) ``` #### 圆形 - SVG 用 circle 标签来创建圆形 - circle 有三个主要的属性。 - cx 和 cy 属性是坐标。它们告诉 D3 将图形的中心放在 SVG 画布的何处。 - 半径（ r 属性）给出 circle 的大小。 - 和 rect 的 y 坐标一样，circle 的 cy 属性是从 SVG 画布的顶端开始测量的，而不是从底端。 ```js svg .selectAll('circle') .data(dataset) .enter() .append('circle') //散点图 .attr('cx', d => d[0]) .attr('cy', d => h - d[1]) .attr('r', '5') ``` ## 比例尺 ### 创建线性比例 > 条形图和散点图都直接在 SVG 画布上绘制数据。但是，如果一组的高或者其中一个数据点比 SVG 的高或宽更大，它将跑到 SVG 区域外。 > D3 中，比例尺可帮助布局数据。 scales 是函数，它告诉程序如何将一组原始数据点映射到 SVG 画布上。 #### 线性缩放 - 通常使用于定量数据 - 默认情况下，比例尺使用一对一关系（identity relationship）。输入的值和输出的值相同。 ```js const scale = d3.scaleLinear() ``` 例子 ```js const scale = d3.scaleLinear() // 在这里创建轴 const output = scale(50) // 调用 scale，传入一个参数 d3.select('body').append('h2').text(output) ``` #### 按比例设置域和范围 - 域 domain：假设有一个数据集范围为 50 到 480，这是缩放的**输入信息**，也被称为域。 - 范围 range：沿着 x 轴将这些点映射到 SVG 画布上，位置介于 10 个单位到 500 个单位之间。这是**输出信息**，也被称为范围。 - `domain()` 和 `range()` 方法设置比例尺的值，它们都接受一个至少有两个元素的数组作为参数。 - `domain()` 方法给比例尺传递关于散点图原数据值的信息 - `range()` 方法给出在页面上进行可视化的实际空间信息例子： ```js scale.domain([50, 480]); //域 scale.range([10, 500]); //范围 scale(50) //10 scale(480) //500 scale(325) //323.37 scale(750)。// 807.。67 d3.scaleLinear() ``` 按顺序，将在控制台中显示以下值：10、500、323.37 和 807.67。注意，比例尺使用了域和范围之间的线性关系来找出给定数字的输出值。域中的最小值（50）映射为范围中的最小值（10）。（也就是给定范围，用线性关系缩小，比如图片放大缩小，给了原图大小和缩小后的图片大小，根据线性关系比例来计算每个像素的位置，元素的大小） #### 最小值最大值 - `d3.min`：最小值 - `d3.max`: 最大值 - `min()` 和 `max()` 都可以使用回调函数，下面例子中回调函数的参数 d 是当前的内部数组。 - `min()` 和 `max()` 方法在设置比例尺时十分有用例子：找到二维数组的最大值和最小值 ```js const locationData = [ [1, 7], [6, 3], [8, 3] ] const minX = d3.min(locationData, d => d[0]) //查找在d[0]位置上最小的值 ``` ### 使用动态比例 - 用`min()` 和 `max()` 来确定比例尺范围和域 - `padding` 将在散点图和 SVG 画布边缘之间添加空隙。 - 保持绘图在右上角。当为 y 坐标设置 range 时，大的值（height 减去 padding）是第一个参数，小的值是第二个参数。 ```js const dataset = [ [34, 78], [109, 280], [310, 120], [79, 411], [420, 220], [233, 145], [333, 96], [222, 333], [78, 320], [21, 123] ] const w = 500 const h = 500 const padding = 30 const xScale = d3 .scaleLinear() .domain([0, d3.max(dataset, d => d[0])]) .range([padding, w - padding]) ``` ### 使用预定义的比例放置元素 - 用比例尺函数为 SVG 图形设置坐标属性值。 - 当显示实际数据值时，不用使用比例尺，例如，在提示框或标签中的 `text()` 方法。 ```js svg .selectAll('circle') .data(dataset) .enter() .append('circle') .attr('cx', d => xScale(d[0])) .attr('cy', d => yScale(d[1])) .attr('r', '5') ``` ### 添加坐标轴 - 位置：`axisLeft()` 和 `axisBottom()`。 - g 元素， g 是英文中组（group）的缩写，在渲染时，轴只是一条直线。因为它是一个简单的图形，所以可以用 g - SVG 支持多种 transforms，但是定位轴需要使用 translate 属性例子： ```js // X轴 const xAxis = d3.axisBottom(xScale) svg .append('g') .attr('transform', 'translate(0, ' + (h - padding) + ')') // translate(0,x) .call(xAxis) // x轴作为参数被传递给 call() 方法 // Y轴 const yAxis = d3.axisLeft(yScale) svg .append('g') .attr('transform', 'translate(0,' + (h - padding) + ')') .call(xAxis) svg .append('g') .attr('transform', 'translate(' + padding + ',0)') .call(yAxis) ``` ## 常见图表 ### 散点图 > 圆圈来映射数据点，每个数据点有两个值。这两个值和 x 和 y 轴相关联，在可视化中用来给圆圈定位。 ```js svg .selectAll('circle') .data(dataset) .enter() .append('circle') .attr('cx', d => d[0]) //反转图像 .attr('cy', d => h - d[1]) .attr('r', '5') // 散点图加标签 svg .selectAll('text') .data(dataset) .enter() .append('text') // Add your code below this line .attr('x', d => d[0] + 5) .attr('y', d => h - d[1]) .text(d => d[0] + ', ' + d[1]) ```