D3.js畫思維導圖(轉)


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。

源代碼請單擊以下鏈接,郵件查看源代碼:

http://www.ourd3js.com/demo/G-10.0/mind.html


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