使用D3.js制作图表详解

D3是用于数据可视化的Javascript库。使用SVG，Canvas和HTML。结合强大的可视化技术和数据驱动的DOM操作方法。

D3与JQuery的区别 D3是数据驱动的，JQuery不是：我们使用JQuery直接操纵元素；但是使用D3
时我们需要通过D3专有的data()，enter()和exit()方法提供数据和回调，然后D3操作元素。 D3通常用于数据可视化；JQuery用于创建Web应用。D3有很多数据可视化扩展；JQuery有很多Web应用插件。两者都是Javascript DOM操作库，提供CSS选择器和流畅的API。

What is the difference between D3 and JQuery?

最常用的方法

d3.select(selector)：选择第一个匹配selector的元素。如果没有匹配的元素，返回一个空的选择（但不是null或undefined）。

d3.selectAll(selector)：与select()不同的是，会选择所有匹配的元素。

selection.append(type)：如果指定的type是一个字符串，则将这个type（标签名称）作为新元素附加到每个选定元素的最后一个子元素。

selection.attr(name, [value])：value确定时，将selection中名为name的属性值设置成value。value可以为常量或者方法。如果value没有给出，返回selection中第一个非空元素的name属性当前值。

selection.data([data[,key]])：将数据和元素绑定起来，并返回一个新的selection。

selection.enter()：返回enter selection。此时DOM元素少于对应的数据。用于添加缺少的DOM元素。比如：

var div = d3.select("body")
  .selectAll("div")
  .data([4, 8, 15, 16, 23, 42])
  .enter().append("div")
  .text(function(d) { return d; });

如果body是空的，上面的代码就会根据数据创建新的div元素，然后添加到body元素中，并将文本内容设置为对应的数字。页面结果如下：

<div>4</div>
 <div>8</div>
 <div>15</div>
 <div>16</div>
 <div>23</div>
 <div>42</div>

selection.exit()：返回exit selection。此时DOM元素多于对应的数据。用于移除多余的DOM元素。比如，基于上面的例子，我们要更新数据：

div = div.data([1, 2, 4, 8, 16, 32], function(d) { return d; });

因为此时指定了key方法（用于指定数据和元素匹配的顺序等），并且数据[4,8,16]匹配已经存在的元素，所以update selection只包含3个div元素。我们可以使用enter selection添加3个新元素：

div.enter().append("div").text(function(d) { return d; });

然后，还需要移除不需要的元素[15, 23, 42]：

div.exit().remove();

页面结果：

<div>1</div>
 <div>2</div>
 <div>4</div>
 <div>8</div>
 <div>16</div>
 <div>32</div>

制作柱状图

柱状图示例

使用D3的时候，要对SVG的结构有一个了解。要绘出什么图形，需要用到什么标签，标签需要定义什么属性。
比如，制作一个柱状图，主要是XY坐标轴和柱形。XY轴用到line标签绘制直线，以及text标签显示刻度的文字。柱形用到rect标签绘制长方形，那如果要带圆角的长方形，我们可以设置rect标签的rx或ry属性，如果要定义长方形的位置，需要设置x和y属性等。就这样，一部分一部分的组合到一起成为一张图。

以下的内容是基于D3 3.x 的API，有些接口跟D3 4.0是不同的。
D3 3.x API Reference
D3 4.0 API Reference

根部的svg

D3绘图首先要创建一个svg元素并定义宽高等属性：

var svg = d3.select(id).append("svg")
  .attr('class', 'svg_timeline')
  .attr("width", width + margin.left + margin.right)
  .attr("height", height + margin.top + margin.bottom);

坐标轴
制作坐标轴首先需要用到D3的比例尺。用到方法 axis.scale([scale]) ，设置坐标轴的比例尺，或者返回当前的比例尺。比例尺分为：

定量比例尺：连续的数据，比如数字。时间比例尺：数据是时间。序数比例尺：离散的数据，比如名称，类别等。

比如我们要制作一个有时间刻度的X轴和一个数字刻度的Y轴，就可以使用时间比例尺和定量比例尺，或者更具体的说，线性比例尺。

d3.scale.linear()：创建一个线性比例尺。 d3.time.scale()：创建一个时间比例尺。刻度和刻度格式配置为本地时间。

确定比例尺之后还需要设置输入域和输出范围。比如一个x轴的比例尺为：

var x = d3.time.scale()
  .range([0, 坐标轴的宽度])
  .domain(最小日期, 最大日期);

最小日期和最大日期都是Date对象。然后设置X坐标轴的比例尺并创建它：

//生成x坐标轴
var xAxis = d3.svg.axis()    //新建一个默认的坐标轴
  .scale(x)    //设置比例尺
  .ticks(d3.time.day, 1)   //指定刻度生成的方式
  .tickFormat(function(d){  //自定义刻度文字格式
    var month = d.getMonth() + 1;
    return month+'月'+ d.getDate() +'日';
  })
  .tickPadding([15]) //坐标轴线与文字之间的距离
  .tickSize(-height)
  .orient("bottom"); //位置

ticks的参数类型取决于对应的比例尺的类型，这里传的参数是时间间隔，也就是说刻度与刻度之间是相隔一天的。
tickFormat则让我们可以自定义刻度的文字格式。

值得一说的是，如果数据中对应X轴的数据是字符串，比如‘2017-08-12'。那绑定到页面上的数据是需要被处理的。D3提供解析日期的接口以及日期格式化的接口。

format.parse(string)：把一个字符串string解析为一个日期。 d3.time.format(specifier)：根据给定的specifier创建一个当地时间格式化。

比如：

var parseDate = d3.time.format("%Y-%m-%d").parse; //时间解析器
var date = parseDate('2017-08-12'); //将字符串解析成日期

最后，在svg元素中添加坐标轴：

//添加X轴元素
svg.append("g")
  .attr("class", "axis x")
  .attr("transform", "translate(0," + height + ")")
  .call(xAxis);

selection.call(function[, arguments…])方法调用指定的方法一次，并把selection跟随参数一起传递到方法中。

柱状图中的长方形
具体步骤：将数据跟页面元素绑定，并创建所需要的页面元素，具体设置每个页面元素的样式位置，以及事件监听等。

//添加条形的元素
var bars = svg.selectAll(".barRect")
  .data(ddata)  //绑定数据
  .enter().append("g")  //创建缺少的页面元素
  .attr('class', 'barRect')
  .attr("id", function(d, i) {
    return "barRect-" + i;
  });          

//定义矩形的位置
//x为矩形最左端的位置
//y为矩形最顶端的位置
bars.append("rect")
  .attr('class','bar-rect')
  .attr("width",16)  //长方形的宽度
  .attr("y", function(d) {
    return y(d.value);   //使用比例尺确定坐标Y值
  })
  .attr("x", function(d) {
    return x(d.date) - 8;  //使用比例尺确定坐标X值
  })
  .attr("height", function(d) {  //条形的高度
    return height - y(d.value);
  })
  .attr('rx',10) //圆角
  .attr('ry',10) //圆角
  .attr('fill','url(#linear-gradient)'); //填充渐变色