D3.js-柱形图

Posted 2020-08-14

柱形图，是使用柱形的长短来表示数据变化的图表，也是最简单的图表之一。一般情况下，柱形图包括：矩形、坐标轴和文字。

一、矩形和文字

定义一个数组，每个数据项表示矩形的长短：

var dataset = [50, 43, 120, 87, 99, 167, 142];  // 数据集

定义一个SVG，表示绘制区域：

var width = 400;    // svg可视区域宽度
var height = 400;   // svg可视区域高度
var svg = d3.select("body")
        .append("svg")      // 在body中添加SVG
        .attr("width", width)
        .attr("height", height);

添加SVG后，定义几个变量：

var padding = {top: 20, right: 20, bottom: 20, left: 20};   // 边距
var rectStep = 35;  // 矩形所占宽度(包括空格)
var rectWidth = 30; // 矩形所占宽度(不包括空格)

data()的工作过程：
data()能将数组各项分别绑定到选择集的各元素上，并且能指定绑定的规则。当数组长度与元素数量不一致时，data()也能够处理。当数组长度大于元素数量时，为多余数据预留元素位置，以便将来插入新元素；当数组长度小于元素数量时，能够获取多余元素的位置，以便将来删除。
在D3中，根据数组长度和元素数量的关系，分别把各种情况归纳如下：

• update：数组长度 = 元素数量；
• enter：数组长度 > 元素数量；
• exit：数组长度 < 元素数量。

绘制矩形：

/* rect */
var rect = svg.selectAll("rect")
        .data(dataset)          // 绑定数据
        .enter()                // 获取enter部分
        .append("rect")         // 添加rect元素,使其与绑定数组的长度一致
        .attr("fill", "steelblue")
        .attr("x", function(d, i){
            return padding.left + i * rectStep;
        })
        .attr("y", function(d){
            return height - padding.bottom - d;
        })
        .attr("width", rectWidth)
        .attr("height", function(d){
            return d;
        });

绘制文字：

/* text */
var text = svg.selectAll("text")
        .data(dataset)          // 绑定数据
        .enter()                // 获取enter部分
        .append("text")         // 添加text元素,使其与绑定数组的长度一致
        .attr("fill", "white")
        .attr("font-size", "14px").attr("text-anchor", "middle")
        .attr("x", function(d, i){
            return padding.left + i * rectStep;
        })
        .attr("y", function(d){
            return height - padding.bottom - d;
        })
        .attr("dx", rectWidth/2).attr("dy", "1em")
        .text(function(d){
            return d;
        });

二、更新数据

更新数据后，柱形图也得跟着变化。
update部分的处理方法是更新属性，enter部分的处理方法是添加元素后再赋予其相应的属性，exit部分的处理方法则是删除掉多余的元素。

矩形：

var updateRect = svg.selectAll("rect").data(dataset);   // 错误 d3.selectAll() 出了svg范围
var enterRect = updateRect.enter();
var exitRect = updateRect.exit();
// update处理方法
updateRect.attr("fill", "steelblue")
    .attr("x", function(d, i){
        return padding.left + i * rectStep;
    })
    .attr("y", function(d){
        return height - padding.bottom - d;
    })
    .attr("width", rectWidth)
    .attr("height", function(d){
        return d;
    });
// enter处理方法
enterRect.append("rect").attr("fill", "steelblue")
    .attr("x", function(d, i){
        return padding.left + i * rectStep;
    })
    .attr("y", function(d){
        return height - padding.bottom - d;
    })
    .attr("width", rectWidth)
    .attr("height", function(d){
        return d;
    });
// exit处理方法
exitRect.remove();

文字：

var updateText = svg.selectAll("text").data(dataset);
var enterText = updateText.enter();
var exitText = updateText.exit();
// update处理方法
updateText.attr("fill", "white")
    .attr("font-size", "14px").attr("text-anchor", "middle")
    .attr("x", function(d, i){
        return padding.left + i * rectStep;
    })
    .attr("y", function(d){
        return height - padding.bottom - d;
    })
    .attr("dx", rectWidth/2).attr("dy", "1em")
    .text(function(d){
        return d;
    });
// enter处理方法
enterText.append("text").attr("fill", "white")
    .attr("font-size", "14px").attr("text-anchor", "middle")
    .attr("x", function(d, i){
        return padding.left + i * rectStep;
    })
    .attr("y", function(d){
        return height - padding.bottom - d;
    })
    .attr("dx", rectWidth/2).attr("dy", "1em")
    .text(function(d){
        return d;
    });
// exit处理方法
exitText.remove();

三、坐标轴

比例尺分为：定量比例尺（定义域是连续的）和序数比例尺（定义域是不连续的）。

// 定义柱形图比例尺
var xAxisWidth = 300; // x轴宽度
var yAxisWidth = 300; // y轴宽度

/* x轴比例尺(序数比例尺) */
var xScale = d3.scale.ordinal()
        .domain(d3.range(dataset.length))
        .rangeRoundBands([0, xAxisWidth], 0.2);

/* y轴比例尺(线性比例尺) */
var yScale = d3.scale.linear()
        .domain([0, d3.max(dataset)])
        .range([0, yAxisWidth]);

有了比例尺后，矩形的位置、长度都要用比例尺来计算。这么做之后，数据和绘制就能完全分开，而且只需要修改比例尺，即可将图表自由伸缩。

selection.attr("fill", "steelblue")
    .attr("x", function(d, i){
        return padding.left + xScale(i);
    })
    .attr("y", function(d){
        return height - padding.bottom - yScale(d);
    })
    .attr("width", xScale.rangeBand())
    .attr("height", function(d){
        return yScale(d);
    });

/* 添加坐标轴 */
var xAxis = d3.svg.axis().scale(xScale).orient("bottom");
yScale.range([yAxisWidth, 0]);  // 重新设置y轴比例尺的值域,与原来的相反
var yAxis = d3.svg.axis().scale(yScale).orient("left");

svg.append("g").attr("class", "axis")
        .attr("transform", "translate("+ padding.left +","+ (height - padding.bottom) +")")
        .call(xAxis);

svg.append("g").attr("class", "axis")
        .attr("transform", "translate("+ padding.left +","+ (height - padding.bottom - yAxisWidth) +")")
        .call(yAxis);

四、使用call减少冗余

call允许将选择集自身作为参数，传递给某一函数。

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

等价于

function myfun(selection){
    // 这里进行相关操作
    selection.attr("name", "value");
}
myfun(d3.selectAll("div"));

使用call的完整示例

var dataset = [50, 43, 120, 87, 99, 167, 142];  // 数据集

var width = 400;    // svg可视区域宽度
var height = 400;   // svg可视区域高度
var svg = d3.select("body")
        .append("svg")
        .attr("width", width).attr("height", height);

var padding = {top: 20, right: 20, bottom: 20, left: 50};   // 边距

var xAxisWidth = 300; // x轴宽度
var yAxisWidth = 300; // y轴宽度

/* x轴比例尺(序数比例尺) */
var xScale = d3.scale.ordinal()
        .domain(d3.range(dataset.length))
        .rangeRoundBands([0, xAxisWidth], 0.2);

/* y轴比例尺(线性比例尺) */
var yScale = d3.scale.linear()
        .domain([0, d3.max(dataset)])
        .range([0, yAxisWidth]);

/* rect */
var rect = svg.selectAll("rect")
        .data(dataset)
        .enter()
        .append("rect")
        .call(rectFun);

/* text */
var text = svg.selectAll("text")
        .data(dataset)
        .enter()
        .append("text")
        .call(textFun);

/* 添加坐标轴 */
var xAxis = d3.svg.axis().scale(xScale).orient("bottom");
yScale.range([yAxisWidth, 0]);  // 重新设置y轴比例尺的值域,与原来的相反
var yAxis = d3.svg.axis().scale(yScale).orient("left");

svg.append("g").attr("class", "axis")
        .attr("transform", "translate("+ padding.left +","+ (height - padding.bottom) +")")
        .call(xAxis);

svg.append("g").attr("class", "axis")
        .attr("transform", "translate("+ padding.left +","+ (height - padding.bottom - yAxisWidth) +")")
        .call(yAxis);

/* rect处理函数 */
function rectFun(selection) {
    selection.attr("fill", "steelblue")
            .attr("x", function(d, i){
                return padding.left + xScale(i);
            })
            .attr("y", function(d){
                return height - padding.bottom - yScale(d);
            })
            .attr("width", xScale.rangeBand())
            .attr("height", function(d){
                return yScale(d);
            });
}

/* text处理函数 */
function textFun(selection){
    selection.attr("fill", "white")
            .attr("font-size", "14px").attr("text-anchor", "middle")
            .attr("x", function(d, i){
                return padding.left + xScale(i);
            })
            .attr("y", function(d){
                return height - padding.bottom - yScale(d);
            })
            .attr("dx", xScale.rangeBand()/2).attr("dy", "1em")
            .text(function(d){
                return d;
            });
}