D3 筆記

来源:https://www.cnblogs.com/risejl/archive/2022/09/28/16736685.html
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#背景 學習前端新框架、新技術。如果需要做一些資料庫的操作來增加demo的體驗(CURD流程可以讓演示的體驗根據絲滑) 最開始的時候一個演示程式我們會調用後臺,這樣其實有一點弊端,就是增加了開發和維護成本,簡單的一個demo不應該勞師動眾 後來我會在demo中使用一些websql,奈何,websql ...


D3

D3 or D3.js 代表 "Data Driven Documents"

選中、添加元素

select() 方法從文檔中選擇一個元素,它接收目標元素的名稱作為參數並返回第一個匹配該名稱 HTML 節點。舉例:

const anchor = d3.select('a');

append()方法接收添加到文檔中的元素,它會把該元素添加到一個選中的 HTML 節點,然後返回對該節點的引用。

text()方法可以設置被選中節點的文本也可以得到當前文本。若是設置文本,需要將字元串作為參數傳遞。

D3 允許方法的嵌套。

下麵是一個選中無序列表,並添加一個 list 元素的方法:

d3.select("ul")
	.append("li")
	.text("very important")

選中一組元素

使用 selectAll() 選中一組元素。它返回一個 HTML 節點數組。

下麵是一個選中所有超鏈接元素的例子:

const anchors = d3.selectAll("a");

例子:

d3.selectAll("li")
  .text("list item")

使用數據

首先使用 data() 方法去選擇 DOM 元素來和數據聯繫在一起。數據集作為參數傳給該方法。

使用 enter() 方法為數據集中每一塊元素創建一個新的 DOM 元素。

下麵的例子是選擇 ul 元素並根據數組創建列表。

const dataset = ["a", "b", "c"];
d3.select("ul").selectAll("li")
	.data(dataset)
	.enter()
	.append("li")
	.text("New Item");

使用動態數據

text() 方法可以接收字元串或者回調函數作為參數。

selection.text((d) => d)

在上面的這個方法中,參數 d 指的是該數據集的一個入口。

<body>
  <script>
    const dataset = [12, 31, 22, 17, 25, 18, 29, 14, 9];

    d3.select("body").selectAll("h2")
      .data(dataset)
      .enter()
      .append("h2")
      // Add your code below this line

      .text((d) => d + " USD");

      // Add your code above this line
  </script>
</body>

/*
12 USD

31 USD

22 USD

17 USD

25 USD

18 USD

29 USD

14 USD

9 USD
*/

給元素加內聯樣式

使用 style() 各動態元素添加樣式。該方法接收一個以逗號 , 分隔的鍵值對作為參數。

下麵是一個把選中文本設置為藍色的例子:

selection.style("color","blue");

設置選中字體:

d3.select("body")
  .style("font-family","verdana");

基於數據改動樣式

style() 中同樣可以使用回調函數來改動不同元素的樣式。使用參數 d 來代表數據點。

下麵的例子是把數據集中小於 20 的元素設置為紅色,其它設置為綠色。

d3.selectAll("h2")
  .style("color", (d) => {
    if (d < 20) {
      return "red";
    } else return "green";
  });

添加 class 屬性

attr() 方法和 style() 方法類似,他接收以逗號分割的值,並且可以使用回調函數。

下麵是一個給元素添加 container class 的例子。

selection.attr("class", "container");

動態修改元素的高度

結合上面所學創建一個條形圖 (bar chart)。

<style>
  .bar {
    width: 25px;
    height: 100px;
    display: inline-block;
    background-color: blue;
  }
</style>
<body>
  <script>
    const dataset = [12, 31, 22, 17, 25, 18, 29, 14, 9];

    d3.select("body").selectAll("div")
      .data(dataset)
      .enter()
      .append("div")
      .attr("class", "bar")
			.style("height", (d) => d + "px");
  </script>
</body>

改變條形圖的展示

<style>
  .bar {
    width: 25px;
    height: 100px;
    /* Add your code below this line */
    marign: 2px;
    /* Add your code above this line */
    display: inline-block;
    background-color: blue;
  }
</style>
<body>
  <script>
    const dataset = [12, 31, 22, 17, 25, 18, 29, 14, 9];

    d3.select("body").selectAll("div")
      .data(dataset)
      .enter()
      .append("div")
      .attr("class", "bar")
      .style("height", (d) => (d*10 + "px")) // Change this line
  </script>
</body>

SVG in d3

SVG 的全稱是:Scalable Vector Graphics。

scalable 的意思是對物體放大或者縮小不會使物體馬賽克(pixelated)。

SVG 在 HTML 中使用 svg 標簽實現。

下麵是一個創建 SVG 的例子:

<style>
  svg {
    background-color: pink;
  }
</style>
<body>
  <script>
    const dataset = [12, 31, 22, 17, 25, 18, 29, 14, 9];

    const w = 500;
    const h = 1
    00;

    const svg = d3.select("body")
                  // Add your code below this line
 svg.append("svg").attr("width",w).attr("height",h);
                  // Add your code above this line
  </script>
</body>

SVG 形狀

SVG 支持多種數量的形狀,例如:使用 <rect> 來表示矩形。

當把一個形狀放入 SVG 區域時,可以設置 x,y 坐標系。原點(0,0)表示左上角。x 的正值會使圖形向右移動,y 的正值向上移動。例如:把一個形狀放在 500 寬,100 高的位置需要設置 x = 250,y = 50。

對於 <rect> 來說,它有四個屬性,分別是高度、寬度和 x,y。該元素必須添加到 svg節點,而不是 body 節點。

下麵的例子是設置一個矩形

<body>
  <script>
    const dataset = [12, 31, 22, 17, 25, 18, 29, 14, 9];

    const w = 500;
    const h = 100;

    const svg = d3.select("body")
                  .append("svg")
                  .attr("width", w)
                  .attr("height", h)
                  // Add your code below this line
svg.append("rect")
.attr("width", 25)
.attr("height", 100)
.attr("x", 0)
.attr("y", 0);
                  // Add your code above this line
  </script>
</body>

對數據集中的每一個數據點創建一個 bar

<body>
  <script>
    const dataset = [12, 31, 22, 17, 25, 18, 29, 14, 9];

    const w = 500;
    const h = 100;

    const svg = d3.select("body")
                  .append("svg")
                  .attr("width", w)
                  .attr("height", h);
    svg.selectAll("rect")
       // Add your code below this line
.data(dataset)
.enter()
.append("rect")
       // Add your code above this line
       .attr("x", 0)
       .attr("y", 0)
       .attr("width", 25)
       .attr("height", 100);
  </script>
</body>

對每個 bar 動態設置坐標

條形圖的 y 坐標應該是一致的,而 x 坐標應該有所不同。通過設置 attr() 的回調函數來動態設置。回調函數接收兩個參數,第一個用 d 代表數據點本身,第二個代表數據點在數組中的索引。格式:

selection.attr("property", (d,i) => {
  
})

註:不需要使用 for 或者 forEach() 迴圈。

下麵是擴大 30 倍的例子:

<body>
  <script>
    const dataset = [12, 31, 22, 17, 25, 18, 29, 14, 9];

    const w = 500;
    const h = 100;

    const svg = d3.select("body")
                  .append("svg")
                  .attr("width", w)
                  .attr("height", h);
    svg.selectAll("rect")
       .data(dataset)
       .enter()
       .append("rect")
       .attr("x", (d, i) => {
         // Add your code below this line
return i*30;
         // Add your code above this line
       })
       .attr("y", 0)
       .attr("width", 25)
       .attr("height", 100);
  </script>
</body>

動態改變高度

實際上就是修改數據點

<body>
  <script>
    const dataset = [12, 31, 22, 17, 25, 18, 29, 14, 9];

    const w = 500;
    const h = 100;

    const svg = d3.select("body")
                  .append("svg")
                  .attr("width", w)
                  .attr("height", h);

    svg.selectAll("rect")
       .data(dataset)
       .enter()
       .append("rect")
       .attr("x", (d, i) => i * 30)
       .attr("y", 0)
       .attr("width", 25)
       .attr("height", (d, i) => {
         // Add your code below this line
return d * 3;
         // Add your code above this line
       });
  </script>
</body>

倒置 SVG 元素

y 坐標也就是 y = heightOfSVG - heightOfBar 會把 bar 置於右上側。

一般公式:y = h - m * d,其中 m 是數據點 scale 的常量。

<body>
  <script>
    const dataset = [12, 31, 22, 17, 25, 18, 29, 14, 9];

    const w = 500;
    const h = 100;

    const svg = d3.select("body")
                  .append("svg")
                  .attr("width", w)
                  .attr("height", h);
    svg.selectAll("rect")
       .data(dataset)
       .enter()
       .append("rect")
       .attr("x", (d, i) => i * 30)
       .attr("y", (d, i) => {
         // Add your code below this line
return 100 - 3 * d;
         // Add your code above this line
       })
       .attr("width", 25)
       .attr("height", (d, i) => 3 * d);
  </script>
</body>

改變 SVG 圖片的顏色

在 SVG 中,rect 形狀使用 fill 來控制顏色。

下麵設置顏色為海軍藍。

<body>
  <script>
    const dataset = [12, 31, 22, 17, 25, 18, 29, 14, 9];

    const w = 500;
    const h = 100;

    const svg = d3.select("body")
                  .append("svg")
                  .attr("width", w)
                  .attr("height", h);
    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)
       // Add your code below this line
.attr("fill", "navy");
       // Add your code above this line
  </script>
</body>

加標簽

使用 SVG 的 text 給元素加標簽。該屬性同樣具有 x 和 y 屬性。

<body>
  <script>
    const dataset = [12, 31, 22, 17, 25, 18, 29, 14, 9];

    const w = 500;
    const h = 100;

    const svg = d3.select("body")
                  .append("svg")
                  .attr("width", w)
                  .attr("height", h);

    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)
       .attr("fill", "navy");

    svg.selectAll("text")
       .data(dataset)
       .enter()
       // Add your code below this line
 .append("text")
       .attr("x", (d, i) => i * 30)
       .attr("y", (d, i) => h - 3 * d - 3)
       .text((d, i) => d);
       // Add your code above this line
  </script>
<body>

給標簽加樣式

<body>
  <script>
    const dataset = [12, 31, 22, 17, 25, 18, 29, 14, 9];

    const w = 500;
    const h = 100;

    const svg = d3.select("body")
                  .append("svg")
                  .attr("width", w)
                  .attr("height", h);

    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)
       .attr("fill", "navy");

    svg.selectAll("text")
       .data(dataset)
       .enter()
       .append("text")
       .text((d) => d)
       .attr("x", (d, i) => i * 30)
       .attr("y", (d, i) => h - (3 * d) - 3)
       // Add your code below this line
.attr("fill","red")
.style("font-size", "25px")
       // Add your code above this line
  </script>
</body>

給元素添加 hover 效果

<style>
  .bar:hover {
    fill: brown;
  }
</style>
<body>
  <script>
    const dataset = [12, 31, 22, 17, 25, 18, 29, 14, 9];

    const w = 500;
    const h = 100;

    const svg = d3.select("body")
                  .append("svg")
                  .attr("width", w)
                  .attr("height", h);

    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)
       .attr("fill", "navy")
       // Add your code below this line
			.attr("class", "bar")
       // Add your code above this line

    svg.selectAll("text")
       .data(dataset)
       .enter()
       .append("text")
       .text((d) => d)
       .attr("x", (d, i) => i * 30)
       .attr("y", (d, i) => h - (3 * d) - 3);

  </script>
</body>

給元素添加 tooltip

當用戶 hover 在一個元素上,tooltip 可以展示更多的信息。

使用 SVG 的 title 給元素添加 tooltip。使用 title 配合 text() 方法給條動態添加數據。

下麵是一個例子:

<style>
  .bar:hover {
    fill: brown;
  }
</style>
<body>
  <script>
    const dataset = [12, 31, 22, 17, 25, 18, 29, 14, 9];
    const w = 500;
    const h = 100;
    const svg = d3.select("body")
                  .append("svg")
                  .attr("width", w)
                  .attr("height", h);
    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)
       .attr("fill", "navy")
       .attr("class", "bar")
       // Add your code below this line
  .append("title")
  .text((d) => {
    return d;
  })
       // Add your code above this line
    svg.selectAll("text")
       .data(dataset)
       .enter()
       .append("text")
       .text((d) => d)
       .attr("x", (d, i) => i * 30)
       .attr("y", (d, i) => h - (d * 3 + 3))
  </script>
</body>

使用 SVG 環形創建 scatterplot

scatterplot 是另一種可視化的類型。它使用圓環來遍曆數據點,每個數據點有兩個值。這些值和 x、y 坐標綁定,用來定位圓環的位置。

SVG 的 circle 標簽創建圓形。

下麵是一個圓形的例子:

<body>
  <script>
    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 svg = d3.select("body")
                  .append("svg")
                  .attr("width", w)
                  .attr("height", h);
    svg.selectAll("circle")
       // Add your code below this line
.data(dataset)
.enter()
.append("circle");
       // Add your code above this line
  </script>
</body>

給圓形添加屬性

圓形主要有三個屬性。cxcy 屬性是坐標系。r 屬性規定圓形的半徑。

這三個屬性可以使用一個回調函數動態設置它們的值。記住,所有在 data(dataset) 鏈後的方法會對每個數據項運行一次。回調函數中的 d 表示當前數據集合中的數據項。可以使用括弧表示法去得到數據集中的元素,如:d[0]

下麵是一個例子:

<body>
  <script>
    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 svg = d3.select("body")
                  .append("svg")
                  .attr("width", w)
                  .attr("height", h);
    svg.selectAll("circle")
       .data(dataset)
       .enter()
       .append("circle")
       // Add your code below this line
.attr("cx", (d) => d[0])
.attr("cy", (d) => h - d[1])
.attr("r", 5)
       // Add your code above this line
  </script>
</body>

給 scatterplot 添加標簽

<body>
  <script>
    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 svg = d3.select("body")
                  .append("svg")
                  .attr("width", w)
                  .attr("height", h);
    svg.selectAll("circle")
       .data(dataset)
       .enter()
       .append("circle")
       .attr("cx", (d, i) => d[0])
       .attr("cy", (d, i) => h - d[1])
       .attr("r", 5);
    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]))
       // Add your code above this line
  </script>
</body>

創建線性 scale

scales 是一種函數,可以把數據集的數據映射為 SVG 畫布。

例子:

const scale = d3.scaleLinear();

預設情況,scale 使用實體關係。輸入和輸出的結果相同。

<body>
  <script>
    // Add your code below this line
    const scale = d3.scaleLinear(); // Create the scale here
    const output = scale(50); // Call scale with an argument here
    // Add your code above this line
    d3.select("body")
      .append("h2")
      .text(output);
  </script>
</body>

給 scale 設置 domain 和 range

假如一個數據集範圍從50 - 480,這是輸入的範圍,也叫 domain。

然後打算把這些數據點映射到 x 軸上,從 10 units 到 500 units,這就是輸出的範圍,也叫 range。

domian()range() 方法為 scale 設置這些值。這兩個方法接收一個至少包含兩個元素數組作為參數。例如:

scale.domain([50, 480]);
scale.range([50, 480]);
scale(40);
d3.scaleLinear();

最小的 domain 是 50 映射到最小的 range 為 10。

例子:

<body>
  <script>
    // Add your code below this line
    const scale = d3.scaleLinear();
scale.domain([250, 500]).range([10, 150]);
    // Add your code above this line
    const output = scale(50);
    d3.select("body")
      .append("h2")
      .text(output);
  </script>
</body>

使用 d3.max 和 d3.min 方法找出數據集的最大和最小元素

例子:

const exampleData = [3, 45, 10, 9];
d3.min(exampleData);
d3.max(exampleData);

有些時候數據集是嵌套的,這樣的情況下,需要給這兩個函數傳入回調函數。這時,參數 d 代表當前內部的數組。

const locationData = [[1, 7],[6, 3],[8, 3]];
const minX = d3.min(locationData, (d) => d[0]);
// minX = 1;

<body>
  <script>
    const positionData = [[1, 7, -4],[6, 3, 8],[2, 9, 3]]
    // Add your code below this line
    const output = d3.max(positionData, (d) => d[2]); // Change this line
    // Add your code above this line
    d3.select("body")
      .append("h2")
      .text(output)
  </script>
</body>
// output = 8;

使用動態 scale

<body>
  <script>
    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;
    // Padding between the SVG canvas boundary and the plot
    const padding = 30;
    // Create an x and y scale
    const xScale = d3.scaleLinear()
                    .domain([0, d3.max(dataset, (d) => d[0])])
                    .range([padding, w - padding]);
    // Add your code below this line
 const yScale = d3.scaleLinear()
  .domain([0, d3.max(dataset, (d) => d[1])])
  .range([h - padding, padding]);
    // Add your code above this line
    const output = yScale(411); // Returns 30
    d3.select("body")
      .append("h2")
      .text(output)
  </script>
</body>

使用預定義的 scale 放置元素

<body>
  <script>
    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 = 60;
    
    const xScale = d3.scaleLinear()
      .domain([0, d3.max(dataset, (d) => d[0])])
      .range([padding, w - padding]);
    
    const yScale = d3.scaleLinear()
      .domain([0, d3.max(dataset, (d) => d[1])])
      .range([h - padding, padding]);
    
    const svg = d3.select("body")
      .append("svg")
      .attr("width", w)
      .attr("height", h);
    
    svg.selectAll("circle")
      .data(dataset)
      .enter()
      .append("circle")
      .attr("cx", (d) => xScale(d[0]))
      .attr("cy", (d) => yScale(d[1]))
      .attr("r", 5);
      
    svg.selectAll("text")
      .data(dataset)
      .enter()
      .append("text")
      .text((d) =>  (d[0] + ", " + d[1]))
      .attr("x", (d) => xScale(d[0] + 10))
      .attr("y", (d) => yScale(d[1]));
  </script>
</body>

加入 Axes

axisLeft()axisBottom() 方法,去渲染 x 軸和 y 軸,相對的,根據 xScale 創建 xAxis

const xAxis = d3.axisBottom(xScale);

下一步就是渲染

svg.append("g")
	 .attr("transform", "translate(0, " + (h - padding) + ")")
	 .call(xAxis);

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