D3.js画思维导图（转）

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。

源代码请单击以下链接，邮件查看源代码：

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