【D3.js 入门系列二】理解 Update && Enter && Exit、制做交互式动态图表

上一章：《【D3.js 入门系列一】从零开始绘制一个柱形图》

声明：本教程针对D3.js v3版本进行讲解。

【Lesson1】理解 Update、Enter、Exit

Update、Enter、Exit 是 D3 中三个很是重要的概念，它处理的是当选择集和数据的数量关系不肯定的状况。

1. 什么是 Update、Enter、Exit

前面章里，反复出现了形如如下的代码。

svg.selectAll("rect")   //选择svg内全部的矩形
    .data(dataset)      //绑定数组
    .enter()            //指定选择集的enter部分
    .append("rect")     //添加足够数量的矩形元素
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前面提到，这段代码使用的状况是当如下状况出现的时候：

有数据，而没有足够图形元素的时候，使用此方法能够添加足够的元素。

当时并无深究这段代码是什么意思，本章将对此进行讲解。可是，因为此问题相对复杂，本章只进行最初步的介绍。

假设，在 body 中有三个 p 元素，有一数组 [3, 6, 9]，则能够将数组中的每一项分别与一个 p 元素绑定在一块儿。可是，有一个问题：当数组的长度与元素数量不一致（数组长度 > 元素数量 or 数组长度 < 元素数量）时呢？这时候就须要理解 Update、Enter、Exit 的概念。

若是数组为 [3, 6, 9, 12, 15]，将此数组绑定到三个 p 元素的选择集上。能够想象，会有两个数据没有元素与之对应，这时候 D3 会创建两个空的元素与数据对应，这一部分就称为 Enter。而有元素与数据对应的部分称为 Update。若是数组为 [3]，则会有两个元素没有数据绑定，那么没有数据绑定的部分被称为 Exit。示意图以下所示。

看到这，我想你们能体会到为何本节最开始处的代码可以给 SVG 内添加足够数量的元素了吧。它的意思实际上是：

此时 SVG 里没有 rect 元素，即元素数量为 0。有一数组 dataset，将数组与元素数量为 0 的选择集绑定后，选择其 Enter 部分（请仔细看上图），而后添加（append）元素，也就是添加足够的元素，使得每个数据都有元素与之对应。

2. Update 和 Enter 的使用

当对应的元素不足时 （ 绑定数据数量 > 对应元素 ），须要添加元素（append）。

如今 body 中有三个 p 元素，要绑定一个长度大于 3 的数组到 p 的选择集上，而后分别处理 update 和 enter 两部分。

var dataset = [ 3 , 6 , 9 , 12 , 15 ];
 
//选择body中的p元素
var p = d3.select("body").selectAll("p");
 
//获取update部分
var update = p.data(dataset);
 
//获取enter部分
var enter = update.enter();
 
//update部分的处理：更新属性值
update.text(function(d){
    return "update " + d;
});
 
//enter部分的处理：添加元素后赋予属性值
enter.append("p")
    .text(function(d){
        return "enter " + d;
    });
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结果以下图，update 部分和 enter 部分被绑定的数据很清晰地表示了出来。

请你们记住：

• update 部分的处理办法通常是：更新属性值
• enter 部分的处理办法通常是：添加元素后，赋予属性值

3. Update 和 Exit 的使用

当对应的元素过多时 （ 绑定数据数量 < 对应元素 ），须要删掉多余的元素。

如今 body 中有三个 p 元素，要绑定一个长度小于 3 的数组到 p 的选择集上，而后分别处理 update 和 exit 两部分。

var dataset = [ 3 ];
 
//选择body中的p元素
var p = d3.select("body").selectAll("p");
 
//获取update部分
var update = p.data(dataset);
 
//获取exit部分
var exit = update.exit();
 
//update部分的处理：更新属性值
update.text(function(d){
    return "update " + d;
});
 
//exit部分的处理：修改p元素的属性
exit.text(function(d){
        return "exit";
    });
 
//exit部分的处理一般是删除元素
// exit.remove();
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结果以下，请你们区分好 update 部分和 exit 部分。这里为了代表哪一部分是 exit，并无删除掉多余的元素，但实际上 exit 部分的绝大部分操做是删除。

请你们记住：

• exit 部分的处理办法通常是：删除元素（remove）

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【Lesson2】让图表动起来

D3 支持制做动态的图表。有时候，图表的变化须要缓慢的发生，以便于让用户看清楚变化的过程，也能给用户不小的友好感。

1. 什么是动态效果

前面一章制做的图表是一蹴而就地出现，而后绘制完成后再也不发生变化的，这是静态的图表。

动态的图表，是指图表在某一时间段会发生某种变化，多是形状、颜色、位置等，并且用户是能够看到变化的过程的。

例如，有一个圆，圆心为 (100, 100)。如今咱们但愿圆的 x 坐标从 100 移到 300，而且移动过程在 2 秒的时间内发生。

这种时候就须要用到动态效果，在 D3 里咱们称之为过渡（transition）。

2. 实现动态的方法

D3 提供了 4 个方法用于实现图形的过渡：从状态 A 变为状态 B。

transition()

启动过渡效果。

其先后是图形变化先后的状态（形状、位置、颜色等等），例如：

.attr("fill","red")         //初始颜色为红色
.transition()               //启动过渡
.attr("fill","steelblue")   //终止颜色为铁蓝色
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D3 会自动对两种颜色（红色和铁蓝色）之间的颜色值（RGB值）进行插值计算，获得过渡用的颜色值。咱们无需知道中间是怎么计算的，只须要享受结果便可。

duration()

指定过渡的持续时间，单位为毫秒。

如 duration(2000) ，指持续 2000 毫秒，即 2 秒。

ease()

指定过渡的方式，经常使用的有：

• linear：普通的线性变化
• circle：慢慢地到达变换的最终状态
• elastic：带有弹跳的到达最终状态
• bounce：在最终状态处弹跳几回

调用时，格式形如： ease(“bounce”)。

delay()

指定延迟的时间，表示必定时间后才开始转变，单位一样为毫秒。此函数能够对总体指定延迟，也能够对个别指定延迟。

例如，对总体指定时：

.transition()
.duration(1000)
.delay(500)
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如此，图形总体在延迟 500 毫秒后发生变化，变化的时长为 1000 毫秒。所以，过渡的总时长为1500毫秒。

又如，对一个一个的图形（图形上绑定了数据）进行指定时：

.transition()
.duration(1000)
.delay(funtion(d,i){
    return 200*i;
})
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如此，假设有 10 个元素，那么第 1 个元素延迟 0 毫秒（由于 i = 0），第 2 个元素延迟 200 毫秒，第 3 个延迟 400 毫秒，依次类推….整个过渡的长度为 200 * 9 + 1000 = 2800 毫秒。

3. 实现简单的动态效果

下面将在 SVG 画布里添加三个圆，圆出现以后，当即启动过渡效果。

第一个圆，要求移动 x 坐标。

var circle1 = svg.append("circle")
        .attr("cx", 100)
        .attr("cy", 100)
        .attr("r", 45)
        .style("fill","green");
 
//在1秒（1000毫秒）内将圆心坐标由100变为300
circle1.transition()
    .duration(1000)
    .attr("cx", 300);
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第二个圆，要求既移动 x 坐标，又改变颜色。

var circle2 = svg.append("circle")... //与第一个圆同样，省略部分代码
 
//在1.5秒（1500毫秒）内将圆心坐标由100变为300，
//将颜色从绿色变为红色
circle2.transition()
    .duration(1500)
    .attr("cx", 300)
    .style("fill","red");
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第三个圆，要求既移动 x 坐标，又改变颜色，还改变半径。

var circle3 = svg.append("circle")... //与第一个圆同样，省略部分代码
 
//在2秒（2000毫秒）内将圆心坐标由100变为300
//将颜色从绿色变为红色
//将半径从45变成25
//过渡方式采用bounce（在终点处弹跳几回）
circle3.transition()
    .duration(2000)
    .ease("bounce")
    .attr("cx", 300)
    .style("fill","red")
    .attr("r", 25);
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4. 给柱形图加上动态效果

在上一章完整柱形图的基础上稍做修改，便可作成一个带动态效果的、有意思的柱形图。

在添加文字元素和矩形元素的时候，启动过渡效果，让各柱形和文字缓慢升至目标高度，而且在目标处跳动几回。

对于文字元素，代码以下：

.attr("y",function(d){
    var min = yScale.domain()[0];
    return yScale(min);
})
.transition()
.delay(function(d,i){
    return i * 200;
})
.duration(2000)
.ease("bounce")
.attr("y",function(d){
    return yScale(d);
});
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文字元素的过渡先后，发生变化的是 y 坐标。其起始状态是在 y 轴等于 0 的位置（但要注意，不能在起始状态直接返回 0，要应用比例尺计算画布中的位置）。终止状态是目标值。

对于矩形元素，思想与文字元素同样，只是在计算起始状态时要稍微复杂一些，请读者自行研读页面底部的示例代码地址中的代码。

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【Lesson3】交互式操做

与图表的交互，指在图形元素上设置一个或多个监听器，当事件发生时，作出相应的反应。

1. 什么是交互

交互，指的是用户输入了某种指令，程序接受到指令以后必须作出某种响应。对可视化图表来讲，交互能使图表更加生动，能表现更多内容。例如，拖动图表中某些图形、鼠标滑到图形上出现提示框、用触屏放大或缩小图形等等。

用户用于交互的工具通常有三种：鼠标、键盘、触屏。

2. 如何添加交互

对某一元素添加交互操做十分简单，代码以下：

var circle = svg.append("circle");
 
circle.on("click", function(){
    //在这里添加交互内容
});
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这段代码在 SVG 中添加了一个圆，而后添加了一个监听器，是经过 on() 添加的。在 D3 中，每个选择集都有 on() 函数，用于添加事件监听器。

on() 的第一个参数是监听的事件，第二个参数是监听到事件后响应的内容，第二个参数是一个函数。

鼠标经常使用的事件有：

• click：鼠标单击某元素时，至关于 mousedown 和 mouseup 组合在一块儿。
• mouseover：光标放在某元素上。
• mouseout：光标从某元素上移出来时。
• mousemove：鼠标被移动的时候。
• mousedown：鼠标按钮被按下。
• mouseup：鼠标按钮被松开。
• dblclick：鼠标双击。

键盘经常使用的事件有三个：

• keydown：当用户按下任意键时触发，按住不放会重复触发此事件。该事件不会区分字母的大小写，例如“A”和“a”被视为一致。
• keypress：当用户按下字符键（大小写字母、数字、加号、等号、回车等）时触发，按住不放会重复触发此事件。该事件区分字母的大小写。
• keyup：当用户释放键时触发，不区分字母的大小写。

触屏经常使用的事件有三个：

• touchstart：当触摸点被放在触摸屏上时。
• touchmove：当触摸点在触摸屏上移动时。
• touchend：当触摸点从触摸屏上拿开时。

当某个事件被监听到时，D3 会把当前的事件存到 d3.event 对象，里面保存了当前事件的各类参数，请你们好好参详。若是须要监听到事件后马上输出该事件，能够添加一行代码：

circle.on("click", function(){
    console.log(d3.event);
});
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3. 带有交互的柱形图

将【D3.js 入门系列一】的部分代码修改为以下代码。

var rects = svg.selectAll(".MyRect")
        .data(dataset)
        .enter()
        .append("rect")
        .attr("class","MyRect")   //把类里的 fill 属性清空
        .attr("transform","translate(" + padding.left + "," + padding.top + ")")
        .attr("x", function(d,i){
            return xScale(i) + rectPadding/2;
        } )
        .attr("y",function(d){
            return yScale(d);
        })
        .attr("width", xScale.rangeBand() - rectPadding )
        .attr("height", function(d){
            return height - padding.top - padding.bottom - yScale(d);
        })
        .attr("fill","steelblue")       //填充颜色不要写在CSS里
        .on("mouseover",function(d,i){
            d3.select(this)
                .attr("fill","yellow");
        })
        .on("mouseout",function(d,i){
            d3.select(this)
                .transition()
                .duration(500)
                .attr("fill","steelblue");
        });
复制代码

这段代码添加了鼠标移入（mouseover），鼠标移出（mouseout）两个事件的监听器。监听器函数中都使用了 d3.select(this)，表示选择当前的元素，this 是当前的元素，要改变响应事件的元素时这么写就好。

mouseover 监听器函数的内容为：将当前元素变为黄色

mouseout 监听器函数的内容为：缓慢地将元素变为原来的颜色（蓝色）

代码示例地址：github.com/legend-li/D…

未完待续~

参考资料：www.ourd3js.com/
D3.js(v3)中文api：github.com/d3/d3/wiki/…