深入理解D3.js数据可视化库 - ruanyf/jstutorial项目解析-优快云博客

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深入理解D3.js数据可视化库 - ruanyf/jstutorial项目解析

jstutorial Javascript tutorial book 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/js/jstutorial

什么是D3.js

D3.js（Data-Driven Documents）是一个强大的JavaScript数据可视化库，它通过数据驱动的方式操作文档对象模型（DOM），帮助开发者创建动态、交互式的数据可视化图表。与传统的图表库不同，D3不提供预定义的图表类型，而是提供了一套完整的工具集，让开发者可以自由地创建各种定制化的可视化效果。

D3.js核心概念

1. 选择集与DOM操作

D3采用了类似jQuery的选择器语法来操作DOM元素，但功能更为强大：

// 选择单个元素
d3.select("body")
  .append("div")
  .text("Hello D3!");

// 选择多个元素
d3.selectAll("p")
  .style("color", "blue");

D3的选择集操作支持链式调用，这使得代码更加简洁和易读。选择集方法返回的是D3对象实例，因此可以连续调用多个方法。

2. 数据绑定机制

D3最强大的特性之一是其数据绑定系统：

const data = [10, 20, 30, 40, 50];

d3.select("body")
  .selectAll("div")
  .data(data)
  .enter()
  .append("div")
  .style("width", d => `${d}px`)
  .text(d => d);

这段代码展示了D3的"enter"模式，它会为数据集中每个没有对应DOM元素的数据项创建一个新元素。这种机制使得数据与DOM元素保持同步变得非常简单。

3. 比例尺系统

D3提供了多种比例尺（Scale）来处理数据的映射关系：

const x = d3.scaleLinear()
  .domain([0, d3.max(data)])  // 输入范围
  .range([0, 420]);           // 输出范围

// 使用比例尺
d3.selectAll("rect")
  .attr("width", d => x(d));

比例尺是D3可视化的核心工具之一，它可以将抽象的数据值转换为具体的像素值，使得图表能够适应不同尺寸的容器。

创建SVG图表

D3最常用于创建SVG矢量图形。以下是创建条形图的完整示例：

// 定义图表尺寸和数据
const width = 600;
const barHeight = 30;
const data = [4, 8, 15, 16, 23, 42];

// 创建比例尺
const x = d3.scaleLinear()
  .domain([0, d3.max(data)])
  .range([0, width]);

// 创建SVG容器
const svg = d3.select("#chart")
  .append("svg")
  .attr("width", width)
  .attr("height", barHeight * data.length);

// 创建条形图
const bar = svg.selectAll("g")
  .data(data)
  .enter().append("g")
  .attr("transform", (d, i) => `translate(0,${i * barHeight})`);

// 添加矩形条
bar.append("rect")
  .attr("width", x)
  .attr("height", barHeight - 1);

// 添加文本标签
bar.append("text")
  .attr("x", d => x(d) - 3)
  .attr("y", barHeight / 2)
  .attr("dy", ".35em")
  .text(d => d);

这个示例展示了D3创建SVG图表的基本流程：定义尺寸和数据→创建比例尺→创建SVG容器→绑定数据→生成图形元素→设置元素属性。

高级特性

1. 过渡动画

D3提供了强大的过渡效果支持：

d3.selectAll("circle")
  .transition()
  .duration(1000)
  .attr("r", d => d * 2);

2. 交互功能

可以轻松添加鼠标事件：

d3.selectAll("rect")
  .on("mouseover", function() {
    d3.select(this).style("fill", "red");
  })
  .on("mouseout", function() {
    d3.select(this).style("fill", "steelblue");
  });