思維導圖的節點具有層級關系和隸屬關系,很像枝葉從樹干伸展開來的形狀。在前面講解布局的時候,提到有五個布局是由層級布局擴展來的,其中的樹狀圖(tree layout)和集群圖(cluster layout)布局制作出來的圖具有“樹形”。因此,可以憑借這兩種布局來制作思維導圖。
1. 構造思路
樹狀圖布局,將一個具有層級關系的對象root轉換成節點數組nodes時,情況如下。有一個root對象:
{ name: "node1", children: [ { name: "node2" }, { name: "node3" } ] }
經樹狀圖布局轉換后,得到的節點數組nodes如下:
[ { name: "node1", children: [ { name: "node2" }, { name: "node3" } ] }, { name: "node2" }, { name: "node3" } ]
下圖是上述節點數組的示意圖。由於 node1 具有子節點,可作為開關使用,點擊 node1 才會展現 node2 和 node3。
問題是:怎樣制作一個“開關”,使得點擊樹狀圖中的某個節點時,樹狀圖更新並顯示出被點擊節點的子節點。
我們知道,樹狀圖的層級關系是由每一個對象的children屬性決定的(當然,也可以通過tree.children()修改這一點),也就是說,如果某一個節點的children值為空,則再次用布局計算時,其子節點就不會進入節點數組nodes了。例如,將root改為:
{ name: "node1", children: null }
則得到的節點數組nodes里將沒有node2和node3節點。也就是說,“開關”只要將被點擊節點的children設置為null即可。但是,由於將來可能還要用到children節點,可設一臨時變量_children保存此值,例如:
{ name: "node1", children: null _children: /* 臨時變量 */ [ { name: "node2" }, { name: "node3" } ] }
樹狀圖布局不會認為_children是保存子節點的變量,只把它看做是一般的變量而保存下來,因此節點數組nodes里只有一個節點。根據上面的思路,寫一個開關切換函數如下。
//切換開關,d 為被點擊的節點 function toggle(d){ if(d.children){ //如果有子節點 d._children = d.children; //將該子節點保存到 _children d.children = null; //將子節點設置為null }else{ //如果沒有子節點 d.children = d._children; //從 _children 取回原來的子節點 d._children = null; //將 _children 設置為 null } }
每次開關狀態切換時,都要重新調用布局重新計算節點的位置,也就是說,要有一個重繪函數能夠處理數據發生更新的情況。這就又要用到【選擇集與數據 - 第 5 章】的處理模板,重繪函數的部分代碼如下,尤其要注意開關函數是如何被使用的。
//重繪函數 function redraw(source){ //重新計算節點和連線 var nodes = tree.nodes(root); var links = tree.links(nodes); //獲取節點的update部分 var nodeUpdate = svg.selectAll(".node") .data(nodes, function(d){ return d.name; }); //獲取節點的enter部分 var nodeEnter = nodeUpdate.enter(); //在給enter部分添加新的節點時,添加監聽器,應用開關切換函數 nodeEnter.append("g") .on("click", function(d) { toggle(d); redraw(d); }); /*************** 省略 ***************/ }
每一個被新添加的節點,都會響應click事件。當某個節點被點擊時,如果它具有子節點,則在開關切換函數的作用下,root對象被修改了,然后調用重繪函數后,新的樹狀圖將被繪制。如此一來,樹狀圖具有開關功能,也就可以當做思維導圖使用了。
2. 制作思維導圖
首先,要有一個具有層級關系的 JSON 文件,本文使用:learn.json
{ "name":"如何學習D3", "children": [ { "name":"預備知識" , "children": [ {"name":"HTML & CSS" }, {"name":"JavaScript" }, {"name":"DOM" }, {"name":"SVG" } ] }, { "name":"安裝" , "children": [ { "name":"記事本軟件", "children": [ {"name":"Notepad++"}, {"name":"EditPlus"}, {"name":"Sublime Text"} ] }, { "name":"服務器軟件", "children": [ {"name":"Apache Http Server"}, {"name":"Tomcat"} ] }, {"name":"下載D3.js"} ] }, { "name":"入門", "children": [ { "name":"選擇集", "children": [ {"name":"select"}, {"name":"selectAll"} ] }, { "name":"綁定數據", "children": [ {"name":"datum"}, {"name":"data"} ] }, {"name":"添加刪除元素"}, { "name":"簡單圖形", "children": [ {"name":"柱形圖"}, {"name":"折線圖"}, {"name":"散點圖"} ] }, {"name":"比例尺"}, {"name":"生成器"}, {"name":"過渡"} ] }, { "name":"進階" , "children": [ { "name":"布局的應用", "children": [ {"name":"餅狀圖"}, {"name":"樹狀圖"}, {"name":"矩陣樹圖"} ] }, {"name":"地圖"} ] } ] }
其次,依次創建樹狀圖布局、對角線生成器等,用於繪制樹狀圖。
然后,實現最關鍵的重繪函數,函數聲明如下:
function redraw(source)
只有一個參數source,這是被點擊的節點,如果該節點原來為閉合狀態,點擊后其子節點將顯現,如果原來為打開狀態,點擊后其子節點將隱藏。函數體的實現,分為四個步驟:
2.1 調用布局,計算節點和連線數組
樹狀圖布局的tree.nodes()返回節點數組,tree.links()返回連線數組。其中,對節點的y坐標重新計算,使其只與節點的深度有關,由於后期繪制節點和連線時要將x和y坐標對調,因此這里重計算的實際上是水平方向的坐標。
//應用布局,計算節點和連線 var nodes = tree.nodes(root); var links = tree.links(nodes); //重新計算節點的y坐標 nodes.forEach(function(d) { d.y = d.depth * 180; });
之所以重新計算y坐標,是為了當數據更新(用於點擊節點)時,保證樹狀圖的結構不要發生太大的變化,如此看起來比較自然。
2.2 分別處理節點的update、enter、exit三部分
在svg里選擇當前所有的節點,使其與節點數組nodes綁定,綁定時要設定一個鍵函數。鍵函數里直接返回d.name,當節點數組發生更新時,新節點要與舊節點在名稱上相對應。
//獲取節點的update部分 var nodeUpdate = svg.selectAll(".node") .data(nodes, function(d){ return d.name; }); //獲取節點的enter部分 var nodeEnter = nodeUpdate.enter(); //獲取節點的exit部分 var nodeExit = nodeUpdate.exit();
先處理enter部分,即添加節點。節點的構成為:分組元素里有一個圓表示節點,還有一個文字元素表示節點的名稱。元素結構如下:
本例中,每一個新添加的節點都將緩慢地過渡到自己本身的位置,如此更具有友好性。因此,新節點的初始位置都設定在source節點處,確切的說是重回之前source節點的位置,該坐標是保存在source.x0和source.y0里的。另外,對於每一個新節點,設置的半徑為0,設置為完全透明,接下來在處理update部分的時候會將這些新節點過渡到正常狀態的。下圖展示了處理enter部分和update部分時如何節點的位置時如何確定和過渡的。
處理enter部分的代碼如下。
//1. 節點的 Enter 部分的處理辦法 var enterNodes = nodeEnter.append("g") .attr("class","node") .attr("transform", function(d) { return "translate(" + source.y0 + "," + source.x0 + ")"; }) .on("click", function(d) { toggle(d); redraw(d); }); //省略添加圓和文字部分
然后處理update部分,將所有節點(包括在enter部分新添加的節點)都緩緩過渡到新的位置。由於新的節點數組是與節點選擇集綁定在一起的,因此d.x和d.y里保存的就是新的坐標值。
//2. 節點的 Update 部分的處理辦法 var updateNodes = nodeUpdate.transition() .duration(500) .attr("transform", function(d) { return "translate(" + d.y + "," + d.x + ")"; });
最后處理exit部分,需要刪除的節點的位置緩緩過渡到其父節點處。
//3. 節點的 Exit 部分的處理辦法 var exitNodes = nodeExit.transition() .duration(500) .attr("transform", function(d) { return "translate(" + source.y + "," + source.x + ")"; }) .remove();
2.3 分別處理連線的update、enter、exit三部分
在svg中選擇所有的連線,綁定連線數組links,由此可獲得連線的update、enter、exit部分。
//獲取連線的update部分 var linkUpdate = svg.selectAll(".link") .data(links, function(d){ return d.target.name; }); //獲取連線的enter部分 var linkEnter = linkUpdate.enter(); //獲取連線的exit部分 var linkExit = linkUpdate.exit();
對於連線的enter部分,是插入路徑元素path,路徑由對角線生成器獲取,對角線的起點和終點坐標都是(source.x0, source.y0)。
對於連線的update部分,將所有的連線的位置(對角線的起點和終點)更新到新的位置,即目前綁定的數組links里保存的位置。
對於連線的exit部分,令其緩緩過渡到當前的source點,再移除。
//1. 連線的 Enter 部分的處理辦法 linkEnter.insert("path",".node") .attr("class", "link") .attr("d", function(d) { var o = {x: source.x0, y: source.y0}; return diagonal({source: o, target: o}); }) .transition() .duration(500) .attr("d", diagonal); //2. 連線的 Update 部分的處理辦法 linkUpdate.transition() .duration(500) .attr("d", diagonal); //3. 連線的 Exit 部分的處理辦法 linkExit.transition() .duration(500) .attr("d", function(d) { var o = {x: source.x, y: source.y}; return diagonal({source: o, target: o}); }) .remove();
2.4 保存當前的節點坐標
當用戶點擊節點后,數據發生更新,即每個節點的坐標要發生更新。但是,在對節點和連線進行過渡操作的時候,需要使用到更新前的數據(source.x0和source.y0)。因此,每一次調用重繪函數,都要將當前節點的位置保存下來。
nodes.forEach(function(d) { d.x0 = d.x; d.y0 = d.y; });
x和y坐標分別保存在x0和y0中,在調用redraw(source)時,被點擊的節點被作為參數傳到了重繪函數里,因此source.x0和source.y0里保存的是被點擊之前節點的坐標。
3. 結果
結果如下圖所示,點擊節點可以展開子節點。
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