D3.js的v5版本入门教程（第十四章）—— 力导向图

D3.js的v5版本入门教程（第十四章）

这一章我们来绘制一个力导向图，什么叫力导向图，通俗一点将就是有节点和线组成，当鼠标拖拽一个节点时，其他节点都会受到影响（力导向图有多种类型，本章绘制的效果就是这样，其他类型的读者可以自己去试试），还是给读者提个醒，这一章又会有很多新的知识点，请拿出的学习新东西的本领来

为了绘制一个力导向图，我们还是需要以下新的知识点

d3.forceSimulation() ，新建一个力导向图，
d3.forceSimulation().force(),添加或者移除一个力，这里给出官方示例：

这里说明一下对于d3.forceSimulation().force(name)，也就是当force中只有一个参数，这个参数是某个力的名称，那么这段代码返回的是某个具体的力，（根据上面图片官方对force的说明也可以知道），例如d3.forceSimulation().force(“link”)，则返回的是d3.forceLink()这个力，注意对照上面的图片，这个用法在下面会经常被用到

d3.forceSimulation().nodes()，输入是一个数组，然后将这个输入的数组进行一定的数据转换，例如添加坐标什么的！这里给出官方API的解释

从这里可以看出，差不多就是上面作者讲的那个意思

d3.forceLink.links()，这里输入的也是一个数组（边集），然后对输入的边集进行转换，等一下我们会看到，它到底被转换成什么样子的
tick函数，这个函数对于力导向图来说非常重要，因为力导向图是不断运动的，每一时刻都在发生更新，所以需要不断更新节点和连线的位置
d3.drag(),是力导向图可以被拖动

好了，有了这些基础知识后，我们开始绘制一个力导向图

1、数据准备

var marge = {top:60,bottom:60,left:60,right:60}
    	var svg = d3.select("svg")
    	var width = svg.attr("width")
    	var height = svg.attr("height")
    	var g = svg.append("g")
    		.attr("transform","translate("+marge.top+","+marge.left+")");
    		
    	//准备数据
    	var nodes = [//节点集
    		{name:"湖南邵阳"},
    		{name:"山东莱州"},
    		{name:"广东阳江"},
    		{name:"山东枣庄"},
    		{name:"泽"},
    		{name:"恒"},
    		{name:"鑫"},
    		{name:"明山"},
    		{name:"班长"}
    	];
    	
    	var edges = [//边集
    		{source:0,target:4,relation:"籍贯",value:1.3},
    		{source:4,target:5,relation:"舍友",value:1},
    		{source:4,target:6,relation:"舍友",value:1},
    		{source:4,target:7,relation:"舍友",value:1},
    		{source:1,target:6,relation:"籍贯",value:2},
    		{source:2,target:5,relation:"籍贯",value:0.9},
    		{source:3,target:7,relation:"籍贯",value:1},
    		{source:5,target:6,relation:"同学",value:1.6},
    		{source:6,target:7,relation:"朋友",value:0.7},
    		{source:6,target:8,relation:"职责",value:2}
    	];

2、设置一个颜色比例尺

//设置一个color的颜色比例尺，为了让不同的扇形呈现不同的颜色
    	var colorScale = d3.scaleOrdinal()
    		.domain(d3.range(nodes.length))
    		.range(d3.schemeCategory10);

3、新建一个力导向图

var forceSimulation = d3.forceSimulation()
    		.force("link",d3.forceLink())
    		.force("charge",d3.forceManyBody())
    		.force("center",d3.forceCenter());

其实上面那一段代码你就可以从官网上面复制下来（我也是这么干的）

4、生成节点数据

//生成节点数据
    	forceSimulation.nodes(nodes)
    		.on("tick",ticked);//这个函数很重要，后面给出具体实现和说明

注意，这里出现了tick函数，我把它的实现写到了一个有名函数ticked（以前我们是不是写的都是无名函数）

5、生成边集数据

//生成边数据
    	forceSimulation.force("link")
    		.links(edges)
    		.distance(function(d){//每一边的长度
    			return d.value*100;
    		})

注意，这里出现了forceSimulation.force(name)的用法，前面已经详细解释了它的返回值

6、设置图形中心位置

//设置图形的中心位置	
    	forceSimulation.force("center")
    		.x(width/2)
    		.y(height/2);

这里也是forceSimulation.force(name)的用法

7、输出顶点集和边集

//在浏览器的控制台输出
    	console.log(nodes);
    	console.log(edges);

顶点集的样子

边集的样子

8、绘制边

//绘制边
    	var links = g.append("g")
    		.selectAll("line")
    		.data(edges)
    		.enter()
    		.append("line")
    		.attr("stroke",function(d,i){
    			return colorScale(i);
    		})
    		.attr("stroke-width",1);

这里注意一下，应该先绘制边，在绘制顶点，因为在d3中，各元素是有层级关系的，先绘制的在下面

9、边上的文字

var linksText = g.append("g")
    		.selectAll("text")
    		.data(edges)
    		.enter()
    		.append("text")
    		.text(function(d){
    			return d.relation;
    		})

10、老规矩，先建立用来放在每个节点和对应文字的分组<g>

var gs = g.selectAll(".circleText")
    		.data(nodes)
    		.enter()
    		.append("g")
    		.attr("transform",function(d,i){
    			var cirX = d.x;
    			var cirY = d.y;
    			return "translate("+cirX+","+cirY+")";
    		})
    		.call(d3.drag()
    			.on("start",started)
    			.on("drag",dragged)
    			.on("end",ended)
    		);

注意，这里出现了drag函数，对于call函数大家应该比较熟悉了！我们也可以发现，这里使用了三个有名函数，具体实现后面会给出

11、节点和文字

//绘制节点
    	gs.append("circle")
    		.attr("r",10)
    		.attr("fill",function(d,i){
    			return colorScale(i);
    		})
    	//文字
    	gs.append("text")
    		.attr("x",-10)
    		.attr("y",-20)
    		.attr("dy",10)
    		.text(function(d){
    			return d.name;
    		})

注意，这里的文字的到需要根据转换后数据的特点得到！！！

12、ticked函数的实现

function ticked(){
    		links
    			.attr("x1",function(d){return d.source.x;})
    			.attr("y1",function(d){return d.source.y;})
    			.attr("x2",function(d){return d.target.x;})
    			.attr("y2",function(d){return d.target.y;});
    			
    		linksText
    			.attr("x",function(d){
    			return (d.source.x+d.target.x)/2;
    		})
    		.attr("y",function(d){
    			return (d.source.y+d.target.y)/2;
    		});
    			
    		gs
    			.attr("transform",function(d) { return "translate(" + d.x + "," + d.y + ")"; });
    	}

注意，可以发现，这里写的都是位置信息，所以你在绘制相应的图形元素的时候，位置信息就不那么重要的，而且，建议先写完这个函数后，在进行测试

13、drag

function started(d){
    		if(!d3.event.active){
    			forceSimulation.alphaTarget(0.8).restart();设置衰减系数，对节点位置移动过程的模拟，数值越高移动越快，数值范围[0，1]
    		}
    		d.fx = d.x;
    		d.fy = d.y;
    	}
    	function dragged(d){
    		d.fx = d3.event.x;
    		d.fy = d3.event.y;
    	}
    	function ended(d){
    		if(!d3.event.active){
    			forceSimulation.alphaTarget(0);
    		}
    		d.fx = null;
    		d.fy = null;
    	}

drag中有三个函数，在这里进行了实现，其中d.fx和d.fy表示固定坐标，例如，现在我们看到dragged函数，我们可以发现这样的代码：d.fx = d3.event.x; d.fy = d3.event.y;，也就是在拖动节点的时候，鼠标位置在哪里（d3.event），节点的固定位置就在哪里，再看到ended函数，也就是结束拖动的时候触发，可以发现，固定坐标都为空，也就是不固定，这样模拟的效果才好（你们也可以试试去掉ended函数会发生什么，这样可以更好的理解）

最后，附上代码运行的结果

效果还是很不错的！！是不是感觉过程很复杂！没关系，一步一步来，结果好就行

效果浏览：点击浏览效果

源码浏览：点击源码浏览

（效果浏览会出现乱码，请谅解！但是整体效果和上面的截图差不多，而且是动态的，可以鼠标拖拽！）

D3.js的v5版本入门教程（第十四章）—— 力导向图

猜你喜欢