D3.js 坐标轴

坐标轴，是可视化图表中经常出现的一种图形，由一些列线段和刻度组成。坐标轴在 SVG 中是没有现成的图形元素的，需要用其他的元素组合构成。

D3 提供了坐标轴的组件，如此在 SVG 画布中绘制坐标轴变得像添加一个普通元素一样简单。

一、坐标轴构成

　　在 SVG 画布的预定义元素里，有六种基本图形：

- 矩形 <rect>
- 圆形 <circle>
- 椭圆 <ellipse>
- 线段 <line>
- 折线 <polyline>
- 多边形 <polygon>

　　另外，还有一种比较特殊，也是功能最强的元素：

- 路径 <path>

　　画布中的所有图形，都是由以上七种元素组成。

　　显然，这里面没有坐标轴 <axis> 这种元素。如果有的话，我们可以采用类似以下的方式定义：

　　我们需要用其他元素来组合成坐标轴，最终使其变为类似以下的形式：

<g>
<!-- 第一个刻度 -->
<g>
<line></line>   <!-- 第一个刻度的直线 -->
<text></text>   <!-- 第一个刻度的文字 -->
</g>
<!-- 第二个刻度 -->
<g>
<line></line>   <!-- 第二个刻度的直线 -->
<text></text>   <!-- 第二个刻度的文字 -->
</g> 
...
<!-- 坐标轴的轴线 -->
<path></path>
</g>

　　分组元素 <g>，是 SVG 画布中的元素，意思是 group。此元素是将其他元素进行组合的容器，在这里是用于将坐标轴的其他元素分组存放。

　　如果需要手动添加这些元素就太麻烦了，为此，D3 提供了一个组件：d3.svg.axis()。它为我们完成了以上工作。

二、定义坐标轴

　　要生成坐标轴，需要用到比例尺，它们二者经常是一起使用的。

//数据
var dataset = [ 2.5 , 2.1 , 1.7 , 1.3 , 0.9 ];
//定义比例尺
var linear = d3.scale.linear()
      .domain([0, d3.max(dataset)])
      .range([0, 250]);

var axis = d3.svg.axis()
     .scale(linear)      //指定比例尺
     .orient("bottom")   //指定刻度的方向
     .ticks(7);          //指定刻度的数量

　　第 1 – 2 行：定义数组。

　　第 4 – 7 行：定义比例尺，其中使用了数组 dataset。

　　第 9 – 12 行：定义坐标轴，其中使用了线性比例尺 linear。其中：　

- d3.svg.axis()：D3 中坐标轴的组件，能够在 SVG 中生成组成坐标轴的元素。
- scale()：指定比例尺。
- orient()：指定刻度的朝向，bottom 表示在坐标轴的下方显示。
- ticks()：指定刻度的数量。

三、在 SVG 中添加坐标轴

　　定义了坐标轴之后，只需要在 SVG 中添加一个分组元素 <g>，再将坐标轴的其他元素添加到这个 <g> 里即可。代码如下：

svg.append("g")
   .call(axis);

　　上面有一个 call() 函数，其参数是前面定义的坐标轴 axis。

　　在 D3 中，call() 的参数是一个函数。调用之后，将当前的选择集作为参数传递给此函数。也就是说，以下两段代码是相等的。

function foo(selection) {
  selection
      .attr("name1", "value1")
      .attr("name2", "value2");
}
foo(d3.selectAll("div"))

和

d3.selectAll("div").call(foo);

因此，

svg.append("g").call(axis);

与

axis(svg.append(g));

是相等的

四、设定坐标轴的样式和位置

　　默认的坐标轴样式不太美观，下面提供一个常见的样式：

<style>
.axis path,
.axis line{
    fill: none;
    stroke: black;
    shape-rendering: crispEdges;
}

.axis text {
    font-family: sans-serif;
    font-size: 11px;
}
</style>

　　分别定义了类 axis 下的 path、line、text 元素的样式。接下来，只需要将坐标轴的类设定为 axis 即可。

　　坐标轴的位置，可以通过 transform 属性来设定。

　　通常在添加元素的时候就一并设定，写成如下形式：

svg.append("g")
  .attr("class","axis")
  .attr("transform","translate(20,130)")
  .call(axis);

五、例子

<html>  
<head>  
    <meta charset="utf-8">  
    <title>坐标轴</title>  
</head> 

<style>
.axis path,
.axis line{
    fill: none;
    stroke: black;
    shape-rendering: crispEdges;
}

.axis text {
    font-family: sans-serif;
    font-size: 11px;
}
</style>

<body>  
<script src="http://d3js.org/d3.v3.min.js" charset="utf-8"></script>  
<script>

        var width = 300;    //画布的宽度
        var height = 300;    //画布的高度

        var svg = d3.select("body")                //选择文档中的body元素
                    .append("svg")                //添加一个svg元素
                    .attr("width", width)        //设定宽度
                    .attr("height", height);    //设定高度

        var dataset = [ 2.5 , 2.1 , 1.7 , 1.3 , 0.9 ];

        var linear = d3.scale.linear()
                .domain([0, d3.max(dataset)])
                .range([0, 250]);

        var rectHeight = 25;    //每个矩形所占的像素高度(包括空白)

        svg.selectAll("rect")
            .data(dataset)
            .enter()
            .append("rect")
            .attr("x",20)
            .attr("y",function(d,i){
                return i * rectHeight;
            })
            .attr("width",function(d){
                return linear(d);
            })
            .attr("height",rectHeight-2)
            .attr("fill","steelblue");

        var axis = d3.svg.axis()
                    .scale(linear)        //指定比例尺
                    .orient("bottom")    //指定刻度的方向
                    .ticks(7);            //指定刻度的数量

        svg.append("g")
            .attr("class","axis")
            .attr("transform","translate(20,130)")
            .call(axis);

</script>      
</body>  
</html>