D3.js实现直方图的方法详解

一、直方图简介

直方图就是一种照片的分析方式，横向代表亮度，纵向代表像素数量。首先分析出照片中所有像素的亮度，然后计算出具体数值，再把它们映射到横轴上。这样的话，越高，这个亮度上的像素就越多。

直方图的观看规则就是“左黑右白”，左边代表暗部，右边代表亮部，而中间则代表中间调。

纵向上的高度代表像素密集程度，越高，代表的就是分布在这个亮度上的像素很多。

直方图用于描述概率分布，D3 提供了直方图的布局 Histogram 用于转换数据。

假设有数组 a = [10, 11, 11.5, 12.5, 13, 15, 19, 20 ]，现在把10~20的数值范围分为5段，即：

10~12, 12~14, 14~16, 16~18, 18~20

那么数组 a 的各数值都落在这几段区域的哪一部分呢？经过计算，可以知道，这5段分别具有的元素个数为：

3, 2, 1, 0 , 2

将这个用图形展示出来的，就是直方图。

好了，开始制作吧~

二、数据

首先生成随机数据：

var rand = d3.random.normal(0,25);
var dataset = [];
for(var i=0;i<100;i++){
 dataset.push( rand() );
} 

d3.random.normal 生成一个函数，这个函数能够按正态（高斯）分布随机生成数值。要传入两个参数，第一个是位置参数，第二个是尺寸参数。关于正态分布的定义，可参见维基百科。将这个函数赋值给 rand 之后，接下来只要用 rand() 即可生成随机数。

三、布局（数据转换）

接下来，要将上述数据进行转换，即确定一个区间和分隔数之后，另数组的数值落在各区域里。先定义一个布局：

var bin_num = 15;
var histogram = d3.layout.histogram()
   .range([-50,50])
    .bins(bin_num)
   .frequency(true); 

d3.layout.histogram： 直方图的布局

range： 区间的范围

bins： 分隔数

frequency： 若值为 true，则统计的是个数；若值为 false，则统计的是概率

接下来即可转换数据：

var data = histogram(dataset); 

来看看转换前后的数据有什么分别吧。转换前：

转换后：

可以看到，转换后的数组，长度即分隔数，每一个区间内有落到此区间的数值（图中的0,1,2,...），数值的个数（length），还

有三个参数：

x： 区间的起始位置

dx： 区间的宽度

y： 落到此区间的数值的数量（如果 frequency 为 true）；落到此区间的概率（如果 frequency 为 false）

四、绘制

绘制之前，需要定义一个比例尺，因为通常我们需要让转换后的 y 在希望的范围内伸缩。

var max_height = 400;
var rect_step = 30;
var heights = [];
for(var i=0;i<data.length;i++){
 heights.push( data[i].y );
}
var yScale = d3.scale.linear()
     .domain([d3.min(heights),d3.max(heights)])
     .range([0,max_height]); 

最后，绘制图形：

//绘制图形
var graphics = svg.append("g")
     .attr("transform","translate(30,20)"); 

//绘制矩形
graphics.selectAll("rect")
  .data(data)
  .enter()
  .append("rect")
  .attr("x",function(d,i){
   return i * rect_step;
  })
  .attr("y", function(d,i){
   return max_height - yScale(d.y);
  })
  .attr("width", function(d,i){
   return rect_step - 2;
  })
  .attr("height", function(d){
   return yScale(d.y);
  })
  .attr("fill","steelblue"); 

//绘制坐标轴的直线
graphics.append("line")
  .attr("stroke","black")
  .attr("stroke-width","1px")
  .attr("x1",0)
  .attr("y1",max_height)
  .attr("x2",data.length * rect_step)
  .attr("y2",max_height); 

//绘制坐标轴的分隔符直线
graphics.selectAll(".linetick")
  .data(data)
  .enter()
  .append("line")
  .attr("stroke","black")
  .attr("stroke-width","1px")
  .attr("x1",function(d,i){
   return i * rect_step + rect_step/2;
  })
  .attr("y1",max_height)
  .attr("x2",function(d,i){
   return i * rect_step + rect_step/2;
  })
  .attr("y2",max_height + 5); 

//绘制文字
graphics.selectAll("text")
  .data(data)
  .enter()
  .append("text")
  .attr("font-size","10px")
  .attr("x",function(d,i){
   return i * rect_step;
  })
  .attr("y", function(d,i){
   return max_height;
  })
  .attr("dx",rect_step/2 - 8)
  .attr("dy","15px")
  .text(function(d){
   return Math.floor(d.x);
  }); 

五、总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望能对大家的学习或者工作带来一定的帮助，如果有疑问大家可以留言交流。