思维导图的节点具有层级关系和隶属关系,很像枝叶从树干伸展开来的形状。在前面讲解布局的时候,提到有五个布局是由层级布局扩展来的,其中的树状图(tree layout)和集群图(cluster layout)布局制作出来的图具有“树形”。因此,可以凭借这两种布局来制作思维导图。
1. 构造思路
树状图布局,将一个具有层级关系的对象root转换成节点数组nodes时,情况如下。有一个root对象:
{ name: "node1", children: [ { name: "node2" }, { name: "node3" } ] }
经树状图布局转换后,得到的节点数组nodes如下:
[ { name: "node1", children: [ { name: "node2" }, { name: "node3" } ] }, { name: "node2" }, { name: "node3" } ]
下图是上述节点数组的示意图。由于 node1 具有子节点,可作为开关使用,点击 node1 才会展现 node2 和 node3。
问题是:怎样制作一个“开关”,使得点击树状图中的某个节点时,树状图更新并显示出被点击节点的子节点。
我们知道,树状图的层级关系是由每一个对象的children属性决定的(当然,也可以通过tree.children()修改这一点),也就是说,如果某一个节点的children值为空,则再次用布局计算时,其子节点就不会进入节点数组nodes了。例如,将root改为:
{ name: "node1", children: null }
则得到的节点数组nodes里将没有node2和node3节点。也就是说,“开关”只要将被点击节点的children设置为null即可。但是,由于将来可能还要用到children节点,可设一临时变量_children保存此值,例如:
{ name: "node1", children: null _children: /* 临时变量 */ [ { name: "node2" }, { name: "node3" } ] }
树状图布局不会认为_children是保存子节点的变量,只把它看做是一般的变量而保存下来,因此节点数组nodes里只有一个节点。根据上面的思路,写一个开关切换函数如下。
//切换开关,d 为被点击的节点 function toggle(d){ if(d.children){ //如果有子节点 d._children = d.children; //将该子节点保存到 _children d.children = null; //将子节点设置为null }else{ //如果没有子节点 d.children = d._children; //从 _children 取回原来的子节点 d._children = null; //将 _children 设置为 null } }
每次开关状态切换时,都要重新调用布局重新计算节点的位置,也就是说,要有一个重绘函数能够处理数据发生更新的情况。这就又要用到【选择集与数据 - 第 5 章】的处理模板,重绘函数的部分代码如下,尤其要注意开关函数是如何被使用的。
//重绘函数 function redraw(source){ //重新计算节点和连线 var nodes = tree.nodes(root); var links = tree.links(nodes); //获取节点的update部分 var nodeUpdate = svg.selectAll(".node") .data(nodes, function(d){ return d.name; }); //获取节点的enter部分 var nodeEnter = nodeUpdate.enter(); //在给enter部分添加新的节点时,添加监听器,应用开关切换函数 nodeEnter.append("g") .on("click", function(d) { toggle(d); redraw(d); }); /*************** 省略 ***************/ }
每一个被新添加的节点,都会响应click事件。当某个节点被点击时,如果它具有子节点,则在开关切换函数的作用下,root对象被修改了,然后调用重绘函数后,新的树状图将被绘制。如此一来,树状图具有开关功能,也就可以当做思维导图使用了。
2. 制作思维导图
首先,要有一个具有层级关系的 JSON 文件,本文使用:learn.json
{ "name":"如何学习D3", "children": [ { "name":"预备知识" , "children": [ {"name":"HTML & CSS" }, {"name":"JavaScript" }, {"name":"DOM" }, {"name":"SVG" } ] }, { "name":"安装" , "children": [ { "name":"记事本软件", "children": [ {"name":"Notepad++"}, {"name":"EditPlus"}, {"name":"Sublime Text"} ] }, { "name":"服务器软件", "children": [ {"name":"Apache Http Server"}, {"name":"Tomcat"} ] }, {"name":"下载D3.js"} ] }, { "name":"入门", "children": [ { "name":"选择集", "children": [ {"name":"select"}, {"name":"selectAll"} ] }, { "name":"绑定数据", "children": [ {"name":"datum"}, {"name":"data"} ] }, {"name":"添加删除元素"}, { "name":"简单图形", "children": [ {"name":"柱形图"}, {"name":"折线图"}, {"name":"散点图"} ] }, {"name":"比例尺"}, {"name":"生成器"}, {"name":"过渡"} ] }, { "name":"进阶" , "children": [ { "name":"布局的应用", "children": [ {"name":"饼状图"}, {"name":"树状图"}, {"name":"矩阵树图"} ] }, {"name":"地图"} ] } ] }
其次,依次创建树状图布局、对角线生成器等,用于绘制树状图。
然后,实现最关键的重绘函数,函数声明如下:
function redraw(source)
只有一个参数source,这是被点击的节点,如果该节点原来为闭合状态,点击后其子节点将显现,如果原来为打开状态,点击后其子节点将隐藏。函数体的实现,分为四个步骤:
2.1 调用布局,计算节点和连线数组
树状图布局的tree.nodes()返回节点数组,tree.links()返回连线数组。其中,对节点的y坐标重新计算,使其只与节点的深度有关,由于后期绘制节点和连线时要将x和y坐标对调,因此这里重计算的实际上是水平方向的坐标。
//应用布局,计算节点和连线 var nodes = tree.nodes(root); var links = tree.links(nodes); //重新计算节点的y坐标 nodes.forEach(function(d) { d.y = d.depth * 180; });
之所以重新计算y坐标,是为了当数据更新(用于点击节点)时,保证树状图的结构不要发生太大的变化,如此看起来比较自然。
2.2 分别处理节点的update、enter、exit三部分
在svg里选择当前所有的节点,使其与节点数组nodes绑定,绑定时要设定一个键函数。键函数里直接返回d.name,当节点数组发生更新时,新节点要与旧节点在名称上相对应。
//获取节点的update部分 var nodeUpdate = svg.selectAll(".node") .data(nodes, function(d){ return d.name; }); //获取节点的enter部分 var nodeEnter = nodeUpdate.enter(); //获取节点的exit部分 var nodeExit = nodeUpdate.exit();
先处理enter部分,即添加节点。节点的构成为:分组元素里有一个圆表示节点,还有一个文字元素表示节点的名称。元素结构如下:
本例中,每一个新添加的节点都将缓慢地过渡到自己本身的位置,如此更具有友好性。因此,新节点的初始位置都设定在source节点处,确切的说是重回之前source节点的位置,该坐标是保存在source.x0和source.y0里的。另外,对于每一个新节点,设置的半径为0,设置为完全透明,接下来在处理update部分的时候会将这些新节点过渡到正常状态的。下图展示了处理enter部分和update部分时如何节点的位置时如何确定和过渡的。
处理enter部分的代码如下。
//1. 节点的 Enter 部分的处理办法 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); }); //省略添加圆和文字部分
然后处理update部分,将所有节点(包括在enter部分新添加的节点)都缓缓过渡到新的位置。由于新的节点数组是与节点选择集绑定在一起的,因此d.x和d.y里保存的就是新的坐标值。
//2. 节点的 Update 部分的处理办法 var updateNodes = nodeUpdate.transition() .duration(500) .attr("transform", function(d) { return "translate(" + d.y + "," + d.x + ")"; });
最后处理exit部分,需要删除的节点的位置缓缓过渡到其父节点处。
//3. 节点的 Exit 部分的处理办法 var exitNodes = nodeExit.transition() .duration(500) .attr("transform", function(d) { return "translate(" + source.y + "," + source.x + ")"; }) .remove();
2.3 分别处理连线的update、enter、exit三部分
在svg中选择所有的连线,绑定连线数组links,由此可获得连线的update、enter、exit部分。
//获取连线的update部分 var linkUpdate = svg.selectAll(".link") .data(links, function(d){ return d.target.name; }); //获取连线的enter部分 var linkEnter = linkUpdate.enter(); //获取连线的exit部分 var linkExit = linkUpdate.exit();
对于连线的enter部分,是插入路径元素path,路径由对角线生成器获取,对角线的起点和终点坐标都是(source.x0, source.y0)。
对于连线的update部分,将所有的连线的位置(对角线的起点和终点)更新到新的位置,即目前绑定的数组links里保存的位置。
对于连线的exit部分,令其缓缓过渡到当前的source点,再移除。
//1. 连线的 Enter 部分的处理办法 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. 连线的 Update 部分的处理办法 linkUpdate.transition() .duration(500) .attr("d", diagonal); //3. 连线的 Exit 部分的处理办法 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 保存当前的节点坐标
当用户点击节点后,数据发生更新,即每个节点的坐标要发生更新。但是,在对节点和连线进行过渡操作的时候,需要使用到更新前的数据(source.x0和source.y0)。因此,每一次调用重绘函数,都要将当前节点的位置保存下来。
nodes.forEach(function(d) { d.x0 = d.x; d.y0 = d.y; });
x和y坐标分别保存在x0和y0中,在调用redraw(source)时,被点击的节点被作为参数传到了重绘函数里,因此source.x0和source.y0里保存的是被点击之前节点的坐标。
3. 结果
结果如下图所示,点击节点可以展开子节点。
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