D3.js实现柱状图的方法详解

D3.js介绍

D3.js 是一个基于数据操作文档JavaScript库。D3帮助你给数据带来活力通过使用HTML、SVG和CSS。D3重视Web标准为你提供现代浏览器的全部功能，而不是给你一个专有的框架。结合强大的可视化组件和数据驱动方式Dom操作。这里也可以看到它是用SVG来呈现图表的，所以使用D3.js是需要一定的SVG基础的。

如何用D3.js实现柱状图？

柱状图里面有坐标轴和柱子。然而我们还需要SVG画布来画这些东西。先把大概的画图框架搭起来，代码如下（请注意此时我在body标签里添加了D3.js的script标签。这样我们后面才能使用D3的方法）：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
 <head>
  <meta charset="UTF-8">
  <title>柱状图</title>
  <style>
   .container {
    margin: 30px auto;
    width: 600px;
    height: 300px;
    border: 1px solid #000;
   }
  </style>
 </head>
 <body>
  <div class="container">
   <svg width="100%" height="100%"></svg>
  </div>
  <script src="http://d3js.org/d3.v3.min.js" charset="utf-8"></script>
  <script>
  <script>
   window.onload = function() {
    var width = 600, height = 300;
    // SVG画布边缘与图表内容的距离
    var padding = { top: 50, right: 50, bottom: 50, left: 50 };
    // 创建一个分组用来组合要画的图表元素
    var main = d3.select('.container svg').append('g')
     // 给这个分组加上main类
     .classed('main')
     // 设置该分组的transform属性
     .attr('transform', "translate(" + padding.top + ',' + padding.left + ')');
   };
  </script>
 </body>
</html>

坐标轴的实现

为了把真实的数据与SVG画布上的坐标轴上的坐标联系起来，我们需要定义比例尺来描述这样的对应关系。D3中常用的比例尺有线性比例尺和序数比例尺，它们的区别如图所示：

从图上可以看出，线性比例尺的对应关系是连续的，而序数比例尺的对应关系是离散的。分析柱状图的展现意义可以得出x轴应该选用序数比例尺，而y轴选用线性比例尺。

// 模拟数据
var dataset = {
 x: ["赵","钱","孙","李","周","吴","郑","王"],
 y: [40, 30, 50, 70, 90, 20, 10, 40]
};
// 定义x轴的比例尺(序数比例尺)
var xScale = d3.scale.ordinal()
  .domain(dataset.x)
  .rangeRoundBands([0, width - padding.left - padding.right],0,0);
// 定义y轴的比例尺(线性比例尺)
var yScale = d3.scale.linear()
  .domain([0, d3.max(dataset.y)])
  .range([height - padding.top - padding.bottom, 0]);
// 定义x轴和y轴
var xAxis = d3.svg.axis()
  .scale(xScale)
  .orient('bottom');
var yAxis = d3.svg.axis()
  .scale(yScale)
  .orient('left');
// 添加坐标轴元素
main.append('g')
  .attr('class', 'axis')
  .attr('transform', 'translate(0,' + (height - padding.bottom - padding.top) + ')')
  .call(xAxis);
main.append('g')
  .attr('class', 'axis')
  .call(yAxis); 

我们模拟了一些数据，每个姓氏对应了一个数值（从这里也可以看出序数比例尺的定义域上的值不一定是连续关系）。d3.scale.ordinal()创建了一个序数比例尺，而ordinal.domain()设置了该比例尺的定义域，ordinal.rangRoundBands()设置了值域。同理，d3.scale.linear()创建了一个线性比例尺，linear.domain()定义定义域，linear.range()定义值域。接着，我们用d3.svg.axis()创建了两个坐标轴，把比例尺应用到它们上面，并且用axis.orient()设置了坐标轴的刻度尺的方向。最后，添加SVG元素，用call()把定义好的坐标轴与SVG元素联系起来。通过设置它们的transform属性来移动元素，使它们看起来像是一个坐标系。

这里需要注意以下几点：

1、ordinal.domain的参数是一个表示一系列值的数组，而linear.domain的参数是一个表示范围的数组。

2、比例尺的本质是一个函数，它接收定义域上的值来得出对应的值域上的值。

应用序数比例尺的坐标轴与线性比例尺的有很大不同，这里大概说明一下。

  rangeRoundBands(interval, padding, outerPadding)中的padding和outerPadding都是可选的，默认为0。如上图所示的比例尺的代码是这样的。

var o = d3.scale.ordinal()
 .domain([0, 1, 2])
 .rangeRoundBands([0, 100], 0.4, 0.1);

  domain的参数数组有多少个元素，就会有多少个rangeBand，rangeBand之间的间隔为padding*step（padding取值范围为0到1），它与rangeBand的关系是均分一个step，比如padding为0.4，则rangeBand的长度为0.6*step。根据上述代码可得最终坐标轴的长度等于(0.1 + 2 + 0.6 + 0.1) * step，由此算出step的长度，再推出外间距、rangeBand、内间距的长度。而定义域上的取值刻度定位在每个rangeBand的中间。于是得到了示意图中的坐标轴（红色标注）。

我们接着来画柱状图，给坐标轴设置一下样式：

.axis path,
.axis line {
 stroke: #000;
 fill: none;
}

最终得到的柱状图的坐标轴如下图所示：

柱子的实现

柱子无非就是一个个矩形，在SVG中可以使用rect元素来画。先选择到main下所有bar类的元素（此时选择到的是一个空的集合），把dataset.y绑定到这个集合上，用enter()对比绑定的数组元素个数与集合中的SVG元素个数，与append()搭配使用，会自动补齐至两边个数相等。每一次的append都对应dataset.y中的一个数组元素。利用前面创建的比例尺函数计算出值并赋给举行元素的x、y属性。具体的代码如下：

// 矩形之间的间距
var rectMargin = 10;
// 添加矩形
main.selectAll('.bar')
  .data(dataset.y)
  .enter()
  .append('rect')
  .attr('class', 'bar')
  .attr('x', function(d, i) {
   return xScale(dataset.x[i]) + rectMargin;
  })
  .attr('y', function(d, i) {
   return yScale(d);
  })
  .attr('width', xScale.rangeBand() - 2*rectMargin)
  .attr('height', function(d, i) {
   return height - padding.top - padding.bottom - yScale(d);
  })
  .attr('fill', function(d, i) {
   return getColor(i);
  });

至此，得到了如下图所示的柱状图。

总结

以上就是利用D3.js实现柱状图的全部内容，感兴趣的朋友们可以自己动手实践下，这样更利于大家的理解和学习，希望这篇文章对大家的学习和工作能有所帮助。如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对我们的支持，小编还会陆续更新关于D3.js的文章，请继续关注我们。