从零开始：mxGraph自定义布局全攻略——从基础框架到复杂算法实现
项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mx/mxgraph mxGraph作为一款纯客户端JavaScript图表库，提供了强大的图形可视化能力，而布局系统是其核心功能之一。本文将详细介绍如何基于mxGraphLayout类开发自定义布局算法，从基础框架搭建到复杂布局实现，帮助开发者掌握布局开发的关键技术。
mxGraph布局系统基础架构
mxGraph的布局系统以mxGraphLayout类为核心，该类定义了布局算法的基本接口和通用功能。所有内置布局和自定义布局都需要继承此类并实现关键方法。
mxGraphLayout核心方法解析
mxGraphLayout类位于javascript/mxClient.min.js文件中，提供了布局开发的基础框架。其主要方法包括：
execute(parent): 布局的入口方法，负责执行布局算法isVertexMovable(vertex): 判断顶点是否可移动getVertexBounds(vertex): 获取顶点的边界框setVertexLocation(vertex, x, y): 设置顶点位置setEdgePoints(edge, points): 设置边的路径点
function mxGraphLayout(a){this.graph=a}
mxGraphLayout.prototype.graph=null;
mxGraphLayout.prototype.useBoundingBox=!0;
mxGraphLayout.prototype.parent=null;
mxGraphLayout.prototype.moveCell=function(a,b,c){};
mxGraphLayout.prototype.resizeCell=function(a,b){};
mxGraphLayout.prototype.execute=function(a){};
布局系统UML类图
mxGraph布局系统采用了面向对象设计，主要类之间的关系如下：
自定义布局开发步骤
开发自定义布局通常需要以下几个步骤：继承mxGraphLayout类、实现execute方法、处理顶点和边的布局逻辑、应用布局到图中。
1. 创建布局类
首先创建一个继承自mxGraphLayout的自定义布局类，重写必要的方法：
function CustomLayout(graph) {
mxGraphLayout.call(this, graph);
// 初始化自定义属性
this.spacing = 20; // 顶点间距
}
// 继承mxGraphLayout
mxUtils.extend(CustomLayout, mxGraphLayout);
2. 实现布局算法
核心是实现execute方法，该方法负责计算并设置所有顶点的位置。以下是一个简单的网格布局实现示例：
CustomLayout.prototype.execute = function(parent) {
var model = this.graph.getModel();
// 开始更新模型
model.beginUpdate();
try {
// 获取所有顶点
var vertices = this.graph.getChildVertices(parent);
// 计算网格布局
var row = 0;
var col = 0;
var vertexSize = 80;
for (var i = 0; i < vertices.length; i++) {
var vertex = vertices[i];
// 计算位置
var x = col * (vertexSize + this.spacing);
var y = row * (vertexSize + this.spacing);
// 设置顶点位置
this.setVertexLocation(vertex, x, y);
// 更新行列索引
col++;
if (col > 4) { // 每行5个顶点
col = 0;
row++;
}
}
} finally {
// 结束更新
model.endUpdate();
}
};
3. 应用自定义布局
创建布局实例并应用到图中：
// 创建图实例
var graph = new mxGraph(container);
// 创建自定义布局实例
var customLayout = new CustomLayout(graph);
// 应用布局
customLayout.execute(graph.getDefaultParent());
内置布局算法分析
mxGraph提供了多种内置布局算法，分析这些算法的实现可以帮助我们更好地理解布局系统和启发自定义布局开发。
圆形布局(mxCircleLayout)
圆形布局将顶点排列成圆形，适用于展示关系网络。其实现位于javascript/mxClient.min.js文件中。
应用示例：
var circleLayout = new mxCircleLayout(graph);
circleLayout.execute(parent);
有机布局(mxFastOrganicLayout)
有机布局基于力导向算法，模拟物理系统中的引力和斥力，使图形呈现自然的有机结构。
var layout = new mxFastOrganicLayout(graph);
layout.forceConstant = 80; // 控制顶点间的排斥力
layout.execute(parent);
高级布局功能实现
处理大型图的性能优化
对于包含大量顶点和边的大型图，需要进行性能优化。常用的优化策略包括：
- 层次化布局：将图分成多个层次，逐层布局
- 增量布局：只重新布局变化的部分
- 布局缓存：缓存计算结果，避免重复计算
// 增量布局实现示例
CustomLayout.prototype.executeIncremental = function(parent, changedCells) {
var model = this.graph.getModel();
model.beginUpdate();
try {
if (changedCells == null) {
// 全量布局
this.execute(parent);
} else {
// 只处理变化的单元格
for (var i = 0; i < changedCells.length; i++) {
var cell = changedCells[i];
if (model.isVertex(cell)) {
this.layoutVertex(cell); // 单独布局变化的顶点
}
}
}
} finally {
model.endUpdate();
}
};
交互式布局调整
实现支持用户交互调整的布局，允许用户拖动顶点后自动调整相关元素的位置：
// 监听顶点移动事件，重新布局相关元素
graph.addListener(mxEvent.CELL_MOVED, function(sender, evt) {
var cell = evt.getProperty('cell');
if (graph.getModel().isVertex(cell)) {
// 重新布局与移动顶点相关的元素
customLayout.layoutRelatedCells(cell);
}
});
布局开发实战案例
组织架构图布局实现
组织架构图通常采用树形布局，但需要支持不同的方向和样式。以下是一个垂直树布局的实现示例：
function TreeLayout(graph) {
mxGraphLayout.call(this, graph);
this.direction = 'vertical'; // 布局方向
this.levelDistance = 100; // 层级间距
this.nodeDistance = 30; // 节点间距
}
mxUtils.extend(TreeLayout, mxGraphLayout);
TreeLayout.prototype.execute = function(parent) {
var model = this.graph.getModel();
model.beginUpdate();
try {
// 获取根节点
var root = this.findRoot(parent);
if (root != null) {
// 从根节点开始布局
var bounds = this.getVertexBounds(root);
var rootX = 0;
var rootY = 0;
// 设置根节点位置
this.setVertexLocation(root, rootX, rootY);
// 递归布局子节点
this.layoutChildren(root, rootX, rootY + bounds.height + this.levelDistance);
}
} finally {
model.endUpdate();
}
};
// 递归布局子节点
TreeLayout.prototype.layoutChildren = function(parentVertex, x, y) {
var model = this.graph.getModel();
var children = this.getChildVertices(parentVertex);
if (children.length > 0) {
var totalWidth = 0;
var childBounds = [];
// 计算所有子节点总宽度
for (var i = 0; i < children.length; i++) {
var child = children[i];
var bounds = this.getVertexBounds(child);
childBounds.push(bounds);
totalWidth += bounds.width + this.nodeDistance;
}
// 计算起始X坐标（居中排列）
var startX = x - totalWidth / 2;
var currentX = startX;
// 布局每个子节点
for (var i = 0; i < children.length; i++) {
var child = children[i];
var bounds = childBounds[i];
// 设置子节点位置
this.setVertexLocation(child, currentX, y);
// 递归布局孙子节点
this.layoutChildren(child, currentX + bounds.width / 2,
y + bounds.height + this.levelDistance);
currentX += bounds.width + this.nodeDistance;
}
}
};
流程图布局实现
流程图布局是一种特殊的层次布局，需要按照流程顺序排列节点。以下是一个简单的流程图布局实现：
function FlowchartLayout(graph) {
mxGraphLayout.call(this, graph);
this.rankDirection = 'horizontal'; // 排序方向
this.rankSep = 50; // 层级间距
this.nodeSep = 30; // 节点间距
}
mxUtils.extend(FlowchartLayout, mxGraphLayout);
// 实现流程图布局算法
FlowchartLayout.prototype.execute = function(parent) {
// 1. 确定节点层级
this.assignmentRanks(parent);
// 2. 优化节点顺序减少交叉
this.optimizeOrder(parent);
// 3. 计算节点坐标
this.calculateCoordinates(parent);
};
布局算法调试与优化
开发复杂布局算法时，调试和优化是关键步骤。mxGraph提供了一些工具和方法帮助开发者进行布局调试。
使用mxGraph布局示例
javascript/examples/graphlayout.html文件提供了布局算法的演示示例，可以在此基础上测试自定义布局：
// 创建自定义布局按钮
document.body.insertBefore(mxUtils.button('Custom Layout',
function(evt) {
graph.getModel().beginUpdate();
try {
var customLayout = new CustomLayout(graph);
customLayout.execute(parent);
} catch (e) {
throw e;
} finally {
graph.getModel().endUpdate();
}
}
), document.body.firstChild);
性能优化技巧
- 减少布局计算次数：只在必要时执行布局
- 使用边界框缓存：缓存顶点边界框计算结果
- 简化大规模图：对大规模图使用简化策略
- 增量布局：只更新变化的部分
总结与扩展
本文详细介绍了mxGraph自定义布局开发的全过程，包括基础架构、开发步骤、内置布局分析、高级功能实现和优化技巧。掌握这些知识后，开发者可以实现各种复杂的布局算法，满足不同的可视化需求。
进一步学习资源
- 官方文档：docs/manual.html
- API参考：docs/js-api/index.html
- 布局示例：javascript/examples/目录下的各类布局示例
通过不断实践和探索，可以开发出更复杂、高效的布局算法，为mxGraph图表应用提供更强大的可视化能力。
创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考
