初识 D3.js ：打造专属可视化

随着现在自定义可视化的需求日益增长，Highcharts、echarts等高度封装的可视化框架已经无法满足用户各种强定制性的可视化需求了，这个时候D3的无限定制的能力就脱颖而出。

如果想要通过D3完成可视化，除了对于D3本身API的学习, 关于web标准的HTML, SVG, CSS, Javascript 和 数据可视化的概念以及标准都是需要学习的。这无疑带来了较高的学习门槛，但这也是值得的，因为掌握 D3 后，我们几乎可以实现任何 2d 的可视化需求。

本文通过对D3核心模块分析以及进行具体案例实践的方式，来帮助初学者学习了解D3的绘图思路。

D3的全称是 Data-Driven Documents（数据驱动文档），是基于数据来 *** 作文档的 JavaScript 库，其核心在于使用绘图指令对数据进行转换，在源数据的基础上创建新的可绘制数据， 生成SVG路径以及通过数据和方法在DOM中创建数据可视化元素（如轴）。

相对于Echats等开箱即用的可视化框架来说，D3更接近底层，它可以直接控制原生的SVG元素，并且不直接提供任何一种现成的可视化图表，所有的图表都需我们在它的库里挑选合适的方法构建而成，这也大大提高了它的可视化定制能力。而且D3 没有引入新的图形元素，它遵循了web标准（HTML, CSS, SVG 以及 Canvas ）来展示数据 ，所以它可以不需要依赖其他框架独立运行在现代浏览器中。

在V4版本后，D3的 API 现在已经被拆分成一个个模块，我们可以根据自己的可视化需求进行按需加载。根据泛义可以将D3 API模块分为以下的几大类： DOM *** 作、数据处理，数据分析转换、地理路径，行为等 。

这里我们主要对 D3-selection 和 D3-scale 模块进行解析：

D3-selection （选择集） 是 D3js的核心模块，主要是用来进行选择元素，设置属性、数据绑定，事件绑定等 *** 作。

选择元素： D3-selection 提供了两种方法来获取目标元素，d3select()：返回目标元素的第一个节点，d3selectAll()：返回目标元素的集合，乍一看有点类似原生API 的 querySelector 和 querySelectorAll，但是 d3select 返回的是一个 selection 对象，querySelector 返回的是一个 NodeList 数组。通过控制台打印的信息，可以看到 selection 下的 groups 存放了所有选择的元素集合，parents 存放了所有选中元素的父节点。

设置属性或者绑定事件： 我们不需要关心 groups 的结构是怎么样的。当调用 selectionattr 或者 selectionstyle 的时候, selection 中的所有 group 的所有子元素都会被调用，group 存在的唯一影响是: 当我们传参是一个function 的时候，例如 selectionattr('attrName', function(data, i)) 或 selectionon('click', function(data, i)) 时， 传递的 function(data, i) 中, 第二个参数 i 是元素在 group 中的索引而不是在整个 selection 中的索引。

数据绑定： 实际上是给选择的DOM元素的 __data__ 属性赋值，这里提供了3种方式进行数据绑定：

（1）给每一个单独的 DOM 元素调用 selectiondatum：d3select('body')datum(20) 等价于 documentbody__data__ = 20

（2）从父节点中继承来数据, 比如: append , insert , select，子节点会主动继承父节点的数据：

（3） 调用 selectiondata() 方法，支持传入装有基础数据类型的数据，也支持传入一个function(parentNode, groupIndex)根据节点索引与数据做映射，data()方法引入了 d3 中非常重要的 join 思想:

绑定 data 到 DOM 元素， 在D3中是通过比较 data 和 DOM 的 key 值来找到对应关系的。 如果我们没有单独设置 key 值，那么默认根据 data 的下标索引来设定，但是当数据顺序发生改变，这个默认下标 key 值 就变得不可靠了，这时我们可以使用 selectiondata(data, keyFunction) 中的第二个参数 keyFunction，根据当前的数据返回一个对应的 key 值。通过下面的图例可以看出，不管是有一个还是多个 group（每个group 都是独立的），只要我们保证在任意一个 group 中的 key 值是唯一的，数据一旦发生变化都会反映给对应的 DOM 元素（ update 的过程）：

上面提到的都是data数据和DOM元素数量相同的情况下的数据绑定，那如果data数据和DOM元素数量不相同时，我们来看看 D3 又是如何进行数据绑定的：现在终于可以来介绍 D3-selecion 模块的核心 Join 思想了，这个思想简单来说就是 “不应该告诉D3去怎么创建元素, 而是告诉D3，selectAll() 得到的 selecion 集合应该和 data(data) 绑定的数据要怎么一一对应”。

从上图可以看出，在进行 d3data(data) 数据绑定的时候，会产生三种状态的选择集：

用 Join 的方式来理解意味着，我们要做的事情仅仅是声明 DOM集合和数据集合之间的关系, 并且通过处理三个不同状态的集合 enter、update 、 exit 来描述这种关系。这种方式可以大大简化我们对DOM元素的 *** 作，我们不需要再用 if 和 for 循环的方式来进行复杂的逻辑判断，来得到我们需要得到的元素集合。并且在处理动态数据的时候，可以通过处理这三种状态，轻松的展示实时数据和添加平滑的动态交互效果。

D3-scale （比列尺） 提供多种不同类型的比例尺。经常和 D3-axis 坐标轴模块一起使用。

D3-scale 提供了多种连续性和非连续性的比例尺，总体可以将他们分为三大类：

常用的一些比例尺：

（1）d3-scaleLinear 线性比例尺(连续性输入和连续性输出)

可以看出，调用d3scaleLinear()可以生成线性比例尺，domain()是输入域，range()是输出域，相当于将domain中的数据集映射到range的数据集中。

使用示例：

映射关系：

（2）d3-scaleTime 时间比例尺(连续性输入和连续性输出)

时间比例尺与线性比例尺类似，只不过输入域变成了一个时间轴。正常我们使用比例尺都是个正序的过程，但是D3也提供了invert()以及invertExtent()方法，我们可以通过输出域中的具体值得出对应输入域的值。

使用示例：

（3）d3scaleQuantize 量化比例尺(连续性输入和离散性输出)

量化比例尺是将连续的输入域根据输出域被分割为均匀的片段，所以它的输出域是离散的。

使用示例：

映射关系：

（4）d3 scaleThreshold 阈值比例尺(连续性输入和离散性输出)

阈值比例尺可以为一组连续数据指定分割阈值，阈值比例尺默认的 domain：[05] 以及默认的 range：[0, 1] ，因此默认的 d3scaleThreshold() 等价于 Mathround 函数。 阈值比例尺输入域为 N 的话，输出域必须为 N + 1，否则比例尺对某些值可能会返回 undefined，或者输出域多余的值会被忽略。

使用示例：

存在三种映射关系：

a 当domain和range的数据是 N : N+1

b 当domain和range的数据是 N : N + 大于1

c 当domain和range的数据是 N + 大于0 : N

（5）d3scaleOrdinal 序数比例尺(离散性输入和离散性输出)

与scaleLinear等连续性比例尺不同，序数比例尺的输出域和输入域都是离散的。

使用示例：

存在三种映射关系：

a当domain和range的数据是一一对应

b当domain少于range的数据

c当domain多于range的数据

通过以上的学习，应该对d3是如何 *** 作DOM以及坐标轴的数据映射为相应的可视化表现有了一定的了解，下面我们来实际运用这两个模块，来实现我们常见的可视化图表：柱状图。

（1）首先添加一个SVG元素。

（2）根据我们上面说到 d3scale 模块以及 d3axis 模块绘制坐标轴，d3scaleBand() 叫做序数分段比例尺，类似我们说的 d3scaleOrdinal() 序数比例尺，但是它支持连续的数值类型的输出域，离散的输入域可以将连续的范围划分为均匀的分段。这里再讲一个细节，在绘制网格的时候，我们并没有额外添加 line 元素来实现，而是通过 d3axis 坐标轴模块的 axisticks() 方法对坐标轴刻度进行了设置，通过 tickSIze() 设置了刻度线长度，来模拟和图表宽度相等的网格线，并且还可以通过 tickFormat() 对Y轴刻度值进行格式化转换。

（3）坐标轴绘制好了后，我们通过数据绑定来绘制与之对应的矩形(rect)元素了。

（4）这个时候柱状图已经基本绘制好了，我们再丰富内容展示，添加标签、标题等提示信息。

（5）最后我们通过给柱子绑定监听事件，实现tooltips的信息浮层交互。

通过对 d3selection 、d3scale 以及 d3axis等模块的学习，我们已经可以绘制出常用的柱状图等图表，我们也可以通过d3提供的其他模块绘制出更加复杂的可视化效果，例如通过 d3-hierarchy(层级模块) 实现层级树图可视化，d3-geo(地理投影) 实现地图数据可视化等，本文讲解的内容还只是D3库的冰山一角。所以等我们掌握了D3后，限制我们实现可视化的不再是技术而是想象力。

会不会是那一行有个别字母包含了其他的东西，我经常复制粘贴时也遇到这种情况，把SVG_1这行删了，再从上面一行复制一行下去试下。因为看到SVG_1这行好像没有被加入STYLE。IF这里也做了复重判断了，不是0就是1，不是1时还要判断是不是0？这代码不要写得太复杂了

<svg width="580" height="3999999999"

     xmlns=";

demojs

//demojs 删除<script></script>

我自己写了一个

文件：asvg

<svg width="100%" height="100%" viewBox="0 0 100 100" version="12" baseProfile="full"

xmlns=";

文件：ses

function change(evt) {

  if (evttargetgetAttribute('fill') === 'green') {

    evttargetsetAttribute('fill', 'red')

  } else {

    evttargetsetAttribute('fill', 'green')

  }

}

当然可以了，在页面里直接这样写就行具体的文章如下：条件注释只能在windowsInternetExplorer(以下简称IE)下使用，因此我们可以通过条件注释来为IE添加特别的指令。通俗点，条件注释就是一些if判断，但这些判断不是在脚本里执行的，而是直接在html代码里执行的，比如：这里是正常的html代码1，条件注释的基本结构和HTML的注释()是一样的。因此IE以外的浏览器将会把它们看作是普通的注释而完全忽略它们。2，IE将会根据if条件来判断是否如解析普通的页面内容一样解析条件注释里的内容。3，条件注释使用的是HTML的注释结构，因此他们只能使用在HTML文件里，而不能在CSS文件中使用。可使用如下代码检测当前IE浏览器的版本（注意：在非IE浏览器中是看不到效果的）您正在使用IE浏览器版本5版本50版本55版本6版本7那如果当前的浏览器是IE，但版本比IE5还低，该怎么呢，可以使用，当然，根据条件注释只能在IE5+的环境之下，所以根本不会被执行。lte：就是Lessthanorequalto的简写，也就是小于或等于的意思。lt：就是Lessthan的简写，也就是小于的意思。gte：就是Greaterthanorequalto的简写，也就是大于或等于的意思。gt：就是Greaterthan的简写，也就是大于的意思。!：就是不等于的意思，跟javascript里的不等于判断符相同Conditionalcomments属于CSShack条件判断属于CSShack吗？严格地说是属于CSShack。因为就好象其他真正的csshack一样，它使得我们可以给一些浏览器赋予特殊的样式，再则它不依赖于某个浏览器的BUG来控制另外一个浏览器（的样式）。除此之外，条件判断还能用来做一些超出CSSHACK范围的事情(虽然这种情况很少发生)。因为条件判断不依赖于某个浏览器的hack,而是一个经过深思熟虑的特色功能，所以我相信它是可以被放心地使用的。当然，其他浏览器也有可能支持条件判断（到目前为止还没有），但是看起来，他们应该不会使用如这样的语法。应该如何应用条件注释本文一开始就说明了，因为IE各版本的浏览器对我们制作的WEB标准的页面解释不一样，具体就是对CSS的解释不同，我们为了兼容这些，可运用条件注释来各自定义，最终达到兼容的目的。比如：这其中就区分了IE7和IE6向下的浏览器对CSS的执行，达到兼容的目的。同时，首行默认的csscss还能与其他非IE浏览器实现兼容。注意：默认的CSS样式应该位于HTML文档的首行，进行条件注释判断的所有内容必须位于该默认样式之后。比如如下代码，在IE浏览器下执行显示为红色，而在非IE浏览器下显示为黑色。如果把条件注释判断放在首行，则不能实现。该例题很能说明网页对IE浏览器和非IE浏览器间的兼容性问题解决。body{background-color:#000;}body{background-color:#F00;}同时，有人会试图使用来定义非IE浏览器下的状况，但注意：条件注释只有在IE浏览器下才能执行，这个代码在非IE浏览下非单不是执行该条件下的定义，而是当做注释视而不见。正常就是默认的样式，对IE浏览器需要特殊处理的，才进行条件注释。

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D3 的方法不同于所谓的栅格方法，例如 Leaflet 和 Google Maps。这些 预渲染地图特征为图像瓦片 ，它们从网络服务器加载并在浏览器中拼凑在一起形成地图。

通常，D3以 GeoJSON 的形式请求 矢量地理信息，并在浏览器中将其呈现为 SVG 或 Canvas 。

光栅地图通常看起来更像传统的印刷地图，其中可以显示很多细节（例如地名、道路、河流等），而不会影响性能。但是，使用矢量方法更容易实现动画和交互等动态内容。（将这两种方法结合起来也很常见。）

GeoJSON 是一种使用 JSON 格式表示地理数据的标准，完整的规范位于 geojsonorg 。每个要素都由 几何 （国家的简单多边形和廷巴克图的一个点）和 属性 组成。D3 在渲染 GeoJSON 时会处理大部分细节，因此只需对 GeoJSON 有基本的了解即可开始使用 D3 映射。

投影函数采用经度和纬度坐标（以数组的形式 [lon, lat] ）并将其转换为 x 和 y 坐标。投影数学可以变得相当复杂，但幸运的是 D3 提供了大量的投影函数。

地理路径生成器是一个接受 GeoJSON 对象并将其转换为 SVG 路径字符串的函数。可以使用该方法创建生成器 geoPath 并使用投影功能对其进行配置。

GeoJSON 是一种基于 JSON 的结构，用于指定地理数据。通常，它是使用mapshaper、ogr2ogr、shp2json或QGIS等工具从 shapefile 数据（一种广泛用于 GIS 领域的地理空间矢量数据格式）转换而来的。

shapefile 的一个来源是Natural Earth，如果开始，我建议尝试使用mapshaper来导入 shapefile 并导出为 GeoJSON。它还可以按属性过滤（例如，如果您想按大陆过滤国家）。

可以在不详细了解 GeoJSON 规范的情况下创建地图，因为诸如 mapshaper 和 D3 之类的工具可以很好地抽象出细节。

到目前为止，我们已经在示例文件中嵌入了 GeoJSON 对象。实际上，GeoJSON 将位于一个单独的文件中，并使用 ajax 请求加载。但在本章的其余部分，我们将使用以下方式加载 GeoJSON 文件：

d3geoInterpolate()函数接受 0 到 1 之间的输入并在两个 [lon, lat] 位置之间进行插值：

可以使用 d3geoContains 接受 GeoJSON 功能和 [lon, lat] 数组并返回布尔值来检查鼠标或触摸事件是否发生在要素边界内(SVG渲染情况下有效)

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