D3.js(学习笔记）

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一、d3-selection

        D3.js 是一个强大的 JavaScript 库，用于操作文档和生成复杂的可视化。它的核心是 `d3-selection` 模块，这个模块提供了选择、绑定数据和操作 DOM 元素的能力。以下是 `d3-selection` 模块的一些关键特性和使用方法。

1. 关键特性

1. 选择器：能够选择单个或多个 DOM 元素。
2. 数据绑定：将数据与 DOM 元素关联起来。
3. 操作：对选定的 DOM 元素进行修改，如添加、删除、更新属性和样式。
4. 事件处理：为 DOM 元素添加事件监听器，处理用户交互。
5. 过渡：创建平滑的动画效果，如渐变、缩放等。

2.主要方法

1. d3.select()：
   – 选择第一个匹配的 DOM 元素。
   – 用法：`d3.select(selector)`，其中 `selector` 是 CSS 选择器字符串。

2. d3.selectAll()：
   – 选择所有匹配的 DOM 元素。
   – 用法：`d3.selectAll(selector)`，其中 `selector` 是 CSS 选择器字符串。

3. .enter()：
   – 为数据绑定过程中未匹配的元素创建新的 DOM 元素。
   – 用法：`selection.enter()`。

4. .exit()：
   – 为数据绑定过程中多余的元素（即数据减少时）提供操作。
   – 用法：`selection.exit()`。

5. .data()：
   – 将数据绑定到 DOM 元素上。
   – 用法：`selection.data(data)`，其中 `data` 是要绑定的数据。

6. .attr()：
   – 获取或设置 DOM 元素的属性。
   – 用法：`selection.attr(name, value)`。

7. .style()：
   – 获取或设置 DOM 元素的样式。
   – 用法：`selection.style(name, value)`。

8. .text()：
   – 获取或设置 DOM 元素的文本内容。
   – 用法：`selection.text(value)`。

9. .html()：
   – 获取或设置 DOM 元素的 HTML 内容。
   – 用法：`selection.html(value)`。

10. .on()：
    – 为 DOM 元素添加事件监听器。
    – 用法：`selection.on(eventName, listener)`。

11. .append()：
    – 在选定的元素中添加新的子元素。
    – 用法：`selection.append(name)`，其中 `name` 是新元素的标签名。

12. .remove()：
    – 移除选定的元素。
    – 用法：`selection.remove()`。

3.示例

        以下是一些使用 `d3-selection` 模块的基本示例：javascript代码

// 选择页面上的第一个 div 元素 const div = d3.select("div"); // 选择页面上所有的 p 元素 const paragraphs = d3.selectAll("p"); // 为 p 元素绑定数据 paragraphs.data([1, 2, 3, 4]).text(d => "Paragraph " + d); // 设置 p 元素的文本内容 paragraphs.text(d => "Updated Paragraph " + d); // 设置 p 元素的样式 paragraphs.style("color", "red"); // 为 p 元素添加点击事件 paragraphs.on("click", function(d) {     console.log("Clicked on paragraph with data: " + d); }); // 为 p 元素添加新的 span 子元素 paragraphs.append("span").text(" - New span"); // 移除 p 元素 paragraphs.remove();

4.总结

        `d3-selection` 模块是 D3.js 的核心，它提供了丰富的方法来选择、操作和绑定数据到 DOM 元素。通过这些方法，开发者可以轻松地创建动态和交互式的可视化和网页应用。

二、d3-scale

        D3.js 的 `d3-scale` 模块提供了一组用于数据缩放的函数，它们将数据值映射到可视化的尺寸，例如图表的轴或颜色的渐变。这些缩放函数帮助开发者将数据域（domain）转换为范围（range），从而在可视化中呈现数据。以下是 `d3-scale` 模块中一些常用的缩放函数的详细介绍（以下代码均为JavaScript）：

1.主要方法

1. 线性缩放 (`d3.scaleLinear()`)
        线性缩放是最简单的缩放类型，适用于数据之间存在线性关系的情况。它将定义域内的值线性映射到定义的范围内。

const scale = d3.scaleLinear()     .domain([0, 100]) // 设置数据域     .range([0, 500]); // 设置可视化范围

2. 幂律缩放 (`d3.scalePow()`)
        幂律缩放通过一个幂函数将数据域映射到范围，常用于需要强调数据差异的场景。

const scale = d3.scalePow()     .exponent(2) // 设置幂律的指数     .domain([0, 100])     .range([0, 500]);

3. 对数缩放 (`d3.scaleLog()`)
对数缩放适用于处理跨越多个数量级的数据。它使用自然对数或指定的底数来映射数据。

const scale = d3.scaleLog()     .base(10) // 可以指定对数的底数，默认为 e     .domain([1, 1000])     .range([0, 500]);

4. 根号缩放 (`d3.scaleSqrt()`)
根号缩放是特殊的幂律缩放，其指数固定为 0.5，即平方根函数。

const scale = d3.scaleSqrt()     .domain([0, 100])     .range([0, 500]);

5. 量化缩放 (`d3.scaleQuantize()`)
量化缩放将连续的数据域划分为几个离散的区间，并将每个区间映射到一个固定的范围内的值。

const scale = d3.scaleQuantize()     .domain([0, 100])     .range([0, 1, 2, 3]); // 范围中的值数量应等于数据域划分的区间数加1 

6. 量化序数缩放 (`d3.scaleQuantile()`)
量化序数缩放根据数据的分位数将数据域划分为等数量级的区间，适用于类别数据的分布。

const scale = d3.scaleQuantile()     .domain(data) // 直接使用数据数组作为域     .range([0, 1, 2, 3]); // 范围中的值数量决定了分位数的数量

7. 序数缩放 (`d3.scaleOrdinal()`)
序数缩放将数据域中的每个唯一值映射到范围中的一个固定值，通常用于分类数据。

const scale = d3.scaleOrdinal()     .domain(["category1", "category2", "category3"])     .range(["#ff0000", "#00ff00", "#0000ff"]); // 范围可以是颜色、形状等

8. 带状缩放 (`d3.scaleBand()`)
带状缩放为分类数据生成固定宽度的连续区间，适用于条形图的X轴。

const scale = d3.scaleBand()     .domain(["category1", "category2", "category3"])     .range([0, width]); // 范围是整个可用宽度     .padding(0.1); // 设置条带之间的间距

9. 点状缩放 (`d3.scalePoint()`)
点状缩放类似于带状缩放，但它将数据域中的值映射为离散的点位置，适用于散点图中的X轴。

const scale = d3.scalePoint()     .domain(["category1", "category2", "category3"])     .range([0, width])     .padding(1); // 设置点之间的间距 

2.缩放函数的通用方法

1- `.domain(min, max)` 或 `.domain([min, max])`：设置数据域。
2- `.range(min, max)` 或 `.range([min, max])`：设置可视化范围。
3- `.rangeRound([0, 1])`：确保范围值是整数。
4- `.clamp(true)`：确保数据值不会超出定义域或范围。
5- `.nice()`：扩展定义域，使其为“nice”值，如0, 1, 2, 3等。
6- `.ticks(count)`：返回定义域内均匀分布的 ticks 数组。
7- `.tickFormat()`：格式化 ticks 的显示格式。

        使用 `d3-scale` 模块，开发者可以根据数据的特性和可视化的需求选择合适的缩放函数，以实现数据到可视化的有效映射。