D3js力导向图搭建

d3js是一个可以基于数据来操作文档的JavaScript库。可以使用HTML,CSS,SVG以及Canvas来展示数据。力导向图能够用来表示节点间多对多的关系。

实现效果：连线有箭头，点击节点能改变该节点颜色和所连接的线的粗细，缩放、拖拽。

版本：4.X

安装和导入

npm安装：npm install d3

前端导入：import * as d3 from 'd3';

一、完整代码

import React, { Component } from 'react';
import PropTypes from 'prop-types';
import { connect } from 'react-redux';
import { push } from 'react-router-redux';
import * as d3 from 'd3';
import { Row, Form } from 'antd';

import { chartReq} from './actionCreator';
import './Chart.less';

const WIDTH = 1900;
const HEIGHT = 580;
const R = 30;

let simulation;

class Chart extends Component {
 constructor(props, context) {
 super(props, context);
 this.print = this.print.bind(this);
 this.forceChart = this.forceChart.bind(this);
 this.state = {

 };
 }

 componentWillMount() {
 this.props.dispatch(push('/Chart'));
 }

 componentDidMount() {
 this.print();
 }

 print() {
 let callback = (res) => { // callback获取后台返回的数据，并存入state
 let nodeData = res.data.nodes;
 let relationData = res.data.rels;
 this.setState({
 nodeData: res.data.nodes,
 relationData: res.data.rels,
 });
 let nodes = [];
 for (let i = 0; i < nodeData.length; i++) {
 nodes.push({
 id: (nodeData[i] && nodeData[i].id) || '',
 name: (nodeData[i] && nodeData[i].name) || '',
 type: (nodeData[i] && nodeData[i].type) || '',
 definition: (nodeData[i] && nodeData[i].definition) || '',
 });
 }
 let edges = [];
 for (let i = 0; i < relationData.length; i++) {
 edges.push({
 id: (relationData[i] && (relationData[i].id)) || '',
 source: (relationData[i] && relationData[i].start.id) || '',
 target: (relationData[i] && relationData[i].end.id) || '',
 tag: (relationData[i] && relationData[i].name) || '',
 });
 }
 this.forceChart(nodes, edges); // d3力导向图内容
 };
 this.props.dispatch(chartReq({ param: param }, callback));
 }

 // func
 forceChart(nodes, edges) {
 this.refs['theChart'].innerHTML = '';

 // 函数内其余代码请看拆解代码
 }

 render() {
 
 return (
 <Row style={{ minWidth: 900 }}>
 <div className="outerDiv">
 <div className="theChart" id="theChart" ref="theChart">
 
 </div>
 </div>
 </Row>
 );
 }
 }

 Chart.propTypes = {
 dispatch: PropTypes.func.isRequired,
 };
 
 function mapStateToProps(state) {
 return {
 
 };
 }
 
 const WrappedChart = Form.create({})(Chart);
 export default connect(mapStateToProps)(WrappedChart);

二、拆解代码

1.组件

<div className="theChart" id="theChart" ref="theChart">
</div>

整个图都将在div里绘制。

2.构造节点和连线

let nodes = []; // 节点
for (let i = 0; i < nodeData.length; i++) {
 nodes.push({
 id: （nodeData[i] && nodeData[i].id） || '',
 name: (nodeData[i] && nodeData[i].name) || '', // 节点名称
 });
}
let edges = []; // 连线
for (let i = 0; i < relationData.length; i++) {
 edges.push({
 id: (relationData[i] && (relationData[i].id)) || '',
 source: (relationData[i] && relationData[i].start.id） || '', // 开始节点
 target: (relationData[i] && relationData[i].end.id） || '', // 结束节点
 tag: (relationData[i] && relationData[i].name) || '', // 连线名称
 });
}

具体怎么构造依据你们的项目数据。

3.定义力模型

const simulation = d3.forceSimulation(nodes) // 指定被引用的nodes数组
 .force('link', d3.forceLink(edges).id(d => d.id).distance(150))
 .force('collision', d3.forceCollide(1).strength(0.1))
 .force('center', d3.forceCenter(WIDTH / 2, HEIGHT / 2))
 .force('charge', d3.forceManyBody().strength(-1000).distanceMax(800));

通过simulation.force()设置力，可以设置这几种力：

1. Centering：中心力，设置图中心点位置。
2. Collision：节点碰撞作用力，.strength参数范围为[0，1]。
3. Links：连线的作用力；.distance设置连线两端节点的距离。
4. Many-Body：.strength的参数为正时，模拟重力，为负时，模拟电荷力；.distanceMax的参数设置最大距离。

Positioning：给定向某个方向的力。

通过simulation.on监听力图元素位置变化。

4.绘制svg

const svg = d3.select('#theChart').append('svg') // 在id为‘theChart'的标签内创建svg
 .style('width', WIDTH)
 .style('height', HEIGHT * 0.9)
 .on('click', () => {
 console.log('click', d3.event.target.tagName);
 })
 .call(zoom); // 缩放
const g = svg.append('g'); // 则svg中创建g

创建svg，在svg里创建g，将节点连线等内容放在g内。

1. select：选择第一个对应的元素
2. selectAll：选择所有对应的元素
3. append：创建元素

5.绘制连线

const edgesLine = svg.select('g')
 .selectAll('line')
 .data(edges) // 绑定数据
 .enter() // 添加数据到选择集edgepath
 .append('path') // 生成折线
 .attr('d', (d) => { return d && 'M ' + d.source.x + ' ' + d.source.y + ' L ' + d.target.x + ' ' + d.target.y; }) // 遍历所有数据，d表示当前遍历到的数据，返回绘制的贝塞尔曲线
 .attr('id', (d, i) => { return i && 'edgepath' + i; }) // 设置id，用于连线文字
 .attr('marker-end', 'url(#arrow)') // 根据箭头标记的id号标记箭头
 .style('stroke', '#000') // 颜色
 .style('stroke-width', 1); // 粗细

连线用贝塞尔曲线绘制：（M  起点X  起点y  L  终点x  终点y）

6.绘制连线上的箭头

const defs = g.append('defs'); // defs定义可重复使用的元素
const arrowheads = defs.append('marker') // 创建箭头
 .attr('id', 'arrow')
 // .attr('markerUnits', 'strokeWidth') // 设置为strokeWidth箭头会随着线的粗细进行缩放
 .attr('markerUnits', 'userSpaceOnUse') // 设置为userSpaceOnUse箭头不受连接元素的影响
 .attr('class', 'arrowhead')
 .attr('markerWidth', 20) // viewport
 .attr('markerHeight', 20) // viewport
 .attr('viewBox', '0 0 20 20') // viewBox
 .attr('refX', 9.3 + R) // 偏离圆心距离
 .attr('refY', 5) // 偏离圆心距离
 .attr('orient', 'auto'); // 绘制方向，可设定为：auto（自动确认方向）和 角度值
arrowheads.append('path')
 .attr('d', 'M0,0 L0,10 L10,5 z') // d: 路径描述，贝塞尔曲线
 .attr('fill', '#000'); // 填充颜色

1. viewport：可视区域
2. viewBox：实际大小，会自动缩放填充viewport
   

7.绘制节点

const nodesCircle = svg.select('g')
 .selectAll('circle')
 .data(nodes)
 .enter()
 .append('circle') // 创建圆
 .attr('r', 30) // 半径
 .style('fill', '#9FF') // 填充颜色
 .style('stroke', '#0CF') // 边框颜色
 .style('stroke-width', 2) // 边框粗细
 .on('click', (node) => { // 点击事件
 console.log('click');
 })
 .call(drag); // 拖拽单个节点带动整个图

创建圆作为节点。

.call()调用拖拽函数。

8.节点名称

const nodesTexts = svg.select('g')
 .selectAll('text')
 .data(nodes)
 .enter()
 .append('text')
 .attr('dy', '.3em') // 偏移量
 .attr('text-anchor', 'middle') // 节点名称放在圆圈中间位置
 .style('fill', 'black') // 颜色
 .style('pointer-events', 'none') // 禁止鼠标事件
 .text((d) => { // 文字内容
 return d && d.name; // 遍历nodes每一项，获取对应的name
 })；

因为文字在节点上层，如果没有设置禁止鼠标事件，点击文字将无法响应点击节点的效果，也无法拖拽节点。

9.连线名称

const edgesText = svg.select('g').selectAll('.edgelabel')
 .data(edges)
 .enter()
 .append('text') // 为每一条连线创建文字区域
 .attr('class', 'edgelabel')
 .attr('dx', 80)
 .attr('dy', 0);
edgesText.append('textPath')// 设置文字内容
 .attr('xlink:href', (d, i) => { return i && '#edgepath' + i; }) // 文字布置在对应id的连线上
 .style('pointer-events', 'none')
 .text((d) => { return d && d.tag; });

10.鼠标移到节点上有气泡提示

nodesCircle.append('title')
 .text((node) => { // .text设置气泡提示内容
 return node.definition;
 });

11.监听图元素的位置变化

simulation.on('tick', () => {
 // 更新节点坐标
 nodesCircle.attr('transform', (d) => {
 return d && 'translate(' + d.x + ',' + d.y + ')';
 });
 // 更新节点文字坐标
 nodesTexts.attr('transform', (d) => {
 return 'translate(' + (d.x) + ',' + d.y + ')';
 });
 // 更新连线位置
 edgesLine.attr('d', (d) => {
 const path = 'M ' + d.source.x + ' ' + d.source.y + ' L ' + d.target.x + ' ' + d.target.y;
 return path;
 });
 // 更新连线文字位置
 edgesText.attr('transform', (d, i) => {
 return 'rotate(0)';
 });
});

12.拖拽

function onDragStart(d) {
 // console.log('start');
 // console.log(d3.event.active);
 if (!d3.event.active) {
 simulation.alphaTarget(1) // 设置衰减系数，对节点位置移动过程的模拟，数值越高移动越快，数值范围[0，1]
 .restart(); // 拖拽节点后，重新启动模拟
 }
 d.fx = d.x; // d.x是当前位置，d.fx是静止时位置
 d.fy = d.y;
}
function dragging(d) {
 d.fx = d3.event.x;
 d.fy = d3.event.y;
}
function onDragEnd(d) {
 if (!d3.event.active) simulation.alphaTarget(0);
 d.fx = null; // 解除dragged中固定的坐标
 d.fy = null;
}
const drag = d3.drag()
 .on('start', onDragStart)
 .on('drag', dragging) // 拖拽过程
 .on('end', onDragEnd);

13.缩放

function onZoomStart(d) {
 // console.log('start zoom');
}
function zooming(d) {
 // 缩放和拖拽整个g
 // console.log('zoom ing', d3.event.transform, d3.zoomTransform(this));
 g.attr('transform', d3.event.transform); // 获取g的缩放系数和平移的坐标值。
}
function onZoomEnd() {
 // console.log('zoom end');
}
const zoom = d3.zoom()
 // .translateExtent([[0, 0], [WIDTH, HEIGHT]]) // 设置或获取平移区间, 默认为[[-∞, -∞], [+∞, +∞]]
 .scaleExtent([1 / 10, 10]) // 设置最大缩放比例
 .on('start', onZoomStart)
 .on('zoom', zooming)
 .on('end', onZoomEnd);

三、其它效果

1.单击节点时让连接线加粗

nodesCircle.on('click, (node) => {
 edges_line.style("stroke-width",function(line){
 if(line.source.name==node.name || line.target.name==node.name){
 return 4;
 }else{
 return 0.5;
 }
 });
})

2.被点击的节点变色

nodesCircle.on('click, (node) => {
 nodesCircle.style('fill', (nodeOfSelected) => { // nodeOfSelected：所有节点, node: 选中的节点
 if (nodeOfSelected.id === node.id) { // 被点击的节点变色
 console.log('node')
 return '#36F';
 } else {
 return '#9FF';
 }
 });
})

四、在react中使用注意事项

componentDidMount() {
 this.print();
}
print() {
 let callback = (res) => { // callback获取后台返回的数据，并存入state
 let nodeData = res.data.nodes;
 let relationData = res.data.rels;
 this.setState({
 nodeData: res.data.nodes,
 relationData: res.data.rels,
 });
 let nodes = [];
 for (let i = 0; i < nodeData.length; i++) {
 nodes.push({
 id: （nodeData[i] && nodeData[i].id） || '',
 name: (nodeData[i] && nodeData[i].name) || '',
 type: (nodeData[i] && nodeData[i].type) || '',
 definition: (nodeData[i] && nodeData[i].definition) || '',
 });
 }
 let edges = [];
 for (let i = 0; i < relationData.length; i++) {
 edges.push({
 id: (relationData[i] && (relationData[i].id)) || '',
 source: (relationData[i] && relationData[i].start.id） || '',
 target: (relationData[i] && relationData[i].end.id） || '',
 tag: (relationData[i] && relationData[i].name) || '',
 });
 }
 this.forceChart(nodes, edges); // d3力导向图内容
 };
 this.props.dispatch(getDataFromNeo4J({
 neo4jrun: 'match p=(()-[r]-()) return p limit 300',
 }, callback));
}

在哪里构造图 因为图是动态的，如果渲染多次（render执行多次，渲染多次），不会覆盖前面渲染的图，反而会造成渲染多次，出现多个图的现象。把构造图的函数print()放到componentDidMount()内执行，则只会渲染一次。
对节点和连线数据进行增删改操作后，需要再次调用print()函数，重新构造图。

从哪里获取数据 数据不从redux获取，发送请求后callback直接获取。

五、干货：d3项目查找网址

D3js所有项目检索.http://blockbuilder.org/search/