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當前，數據可視化已經成為數據科學領域非常重要的一部分。不同網絡系統中產生的數據，都需要經過適當的可視化處理，以便更好的呈現給用戶讀取和分析。
對任何一個組織來說，如果能夠充分的獲取數據、可視化數據和分析數據，那么就能很大程度上幫助了解數據產生的深層次原因，以便據此做出正確的決定。
對于前端開發人員來說，如果能夠掌握交互式網頁中的數據可視化技術，則是一項很棒的技能。當然，通過一些 JavaScript 的圖表庫也會使前端的數據可視化變得更加容易。使用這些庫，開發者可以在無需考慮不同的語法所帶來的編程難題的情況下，輕松實現將數據轉化為易于理解的圖表。
下面是挑選出的 9 個 JavaScript 圖表庫：
Chart.js Chartist FlexChart Echarts NVD3 C3.js TauCharts ReCharts Flot
Chart.js
Chart.js 是一種簡潔、用戶友好的圖表庫，同時也是基于 HTML5 的 JavaScript 庫，用于創建動畫、交互式和可自定義的圖表和圖形。
借助 Chart.js，用戶可以輕松直觀地查看混合圖表類型。默認情況下，也可以使用 Chart.js 創建響應式網頁。
Chart.js 庫允許用戶快速創建可視化數據。Chart.js 易于設置，對初學者十分友好。使用 Chart.js 則不必考慮瀏覽器的兼容性問題，因為 Chart.js 支持舊瀏覽器。
使用 npm 安裝 Chart.js：
npm install chart.js --save
Chart.js 繪制雷達圖的代碼示例：
const ctx = document.getElementById("myChart");
const options = {
scale: {
// Hides the scale
}
};
const data = {
labels: ['Running', 'Swimming', 'Eating', 'Cycling'],
datasets: [
{
data: [-10, -5, -3, -15],
label: "two",
borderColor: '#ffc63b'
},
{
data: [10, 5, 3, 10],
label: "three",
borderColor: '#1d9a58'
},
{
data: [18, 10, 4, 2],
label: "one",
borderColor: '#d8463c'
},
]
}
const myRadarChart = new Chart(ctx, {
data: data,
type: 'radar',
options: options
});
Chartist
Chartist 庫很適合于創建美觀、響應能力強、閱讀友好的圖表。Chartist 使用 SVG 來呈現圖表。
Chartist 還提供了使用 CSS 媒體查詢和創意動畫來自定義圖表的能力。用戶使用 Chartist 在圖表設計中實現自己的所有創意。
Chartist 易于配置，也易于使用 Sass 進行定制。但是，它不支持舊瀏覽器。
使用 Chartist，可以通過 CSS 的樣式來美化你的 SVG，用戶完全可以現實自己所想的所有圖表樣式。
使用 npm 安裝 Chartist：
npm install chartist --save
Chartist 創建具有自定義標簽的餅圖的代碼示例：
var data = {
labels: ['Bananas', 'Apples', 'Grapes'],
series: [20, 15, 40]
};
var options = {
labelInterpolationFnc: function(value) {
return value[0]
}
};
var responsiveOptions = [
['screen and (min-width: 640px)', {
chartPadding: 30,
labelOffset: 130,
labelDirection: 'explode',
labelInterpolationFnc: function(value) {
return value;
}
}],
['screen and (min-width: 1024px)', {
labelOffset: 80,
chartPadding: 20
}]
];
new Chartist.Pie('.ct-chart', data, options, responsiveOptions);
FlexChart
FlexChart 是高性能的圖表工具。使用 FlexChart，可輕松的將表格數據可視化為業務圖表。FlexChart 不但支持常見的圖表類型，如折線圖、餅狀圖、面積圖等，還支持氣泡圖、K線圖、條形圖、漏斗圖等高級圖表類型。
FlexChart 的使用也十分簡單，FlexChart 圖表將所有與數據有關的任務都委托給 CollectionView 類，只需操作 CollectionView 類，就能實現過濾、排序和分組數據等功能。
FlexChart 包含的圖表元素也比較全面，如圖表圖例、圖表標題、圖表頁腳、數軸、圖表 series 和標簽等，用戶也可以為圖表添加自定義的元素，如平均線和趨勢線等。
FlexChart 本質上是一種交互式的圖表，不論是數據進行任何的更改，都會自動反應在圖表上，如圖表曲線隨數據放大縮小、過濾、鉆取、動畫等。
查看 FlexChart 的中文學習指南和旭日圖Demo。
FlexChart 繪制柱狀圖的代碼示例：
onload = function() {
// wrap data in a CollectionView so the grid and chart
// get notifications
var data = new wijmo.collections.CollectionView(getData());
// create the chart
var theChart = new wijmo.chart.FlexChart('#theChart', {
itemsSource: data,
bindingX: 'country',
series: [
{ binding: 'sales', name: 'Sales' },
{ binding: 'expenses', name: 'Expenses' },
{ binding: 'downloads', name: 'Downloads' }
]
})
// create a grid to show the data
var theGrid = new wijmo.grid.FlexGrid('#theGrid', {
itemsSource: data
})
// create some random data
function getData() {
var countries = 'US,Germany,UK,Japan,Italy,Greece'.split(','),
data = [];
for (var i = 0; i < countries.length; i++) {
data.push({
country: countries[i],
sales: Math.random() * 10000,
expenses: Math.random() * 5000,
downloads: Math.round(Math.random() * 20000),
});
}
return data;
}
}
Echarts
Echarts 是網頁的數據可視化方面的一個非常有用的庫。使用 Echarts，開發者可以創建直觀的、可自定義的交互式圖表，讓數據的展示和分析變得十分容易。
由于 Echarts 是用普通的 JavaScript 編寫的，所以 Echarts 不存在其它圖表庫存在的無法無縫遷移的問題。
同時，Echarts 也提供了很多官方文檔供用戶查看。
使用 npm 可以很容易的完成 Echarts 的安裝：
npm install echarts --save
Echarts 繪制散點圖代碼示例：
var dom = document.getElementById("container");
var myChart = echarts.init(dom);
var app = {};
option = null;
option = {
title: {
text: 'Large-scale scatterplot'
},
tooltip : {
trigger: 'axis',
showDelay : 0,
axisPointer:{
show: true,
type : 'cross',
lineStyle: {
type : 'dashed',
width : 1
}
},
zlevel: 1
},
legend: {
data:['sin','cos']
},
toolbox: {
show : true,
feature : {
mark : {show: true},
dataZoom : {show: true},
dataView : {show: true, readOnly: false},
restore : {show: true},
saveAsImage : {show: true}
}
},
xAxis : [
{
type : 'value',
scale:true
}
],
yAxis : [
{
type : 'value',
scale:true
}
],
series : [
{
name:'sin',
type:'scatter',
large: true,
symbolSize: 3,
data: (function () {
var d = [];
var len = 10000;
var x = 0;
while (len--) {
x = (Math.random() * 10).toFixed(3) - 0;
d.push([
x,
//Math.random() * 10
(Math.sin(x) - x * (len % 2 ? 0.1 : -0.1) * Math.random()).toFixed(3) - 0
]);
}
//console.log(d)
return d;
})()
},
{
name:'cos',
type:'scatter',
large: true,
symbolSize: 2,
data: (function () {
var d = [];
var len = 20000;
var x = 0;
while (len--) {
x = (Math.random() * 10).toFixed(3) - 0;
d.push([
x,
//Math.random() * 10
(Math.cos(x) - x * (len % 2 ? 0.1 : -0.1) * Math.random()).toFixed(3) - 0
]);
}
//console.log(d)
return d;
})()
}
]
};
;
if (option && typeof option === "object") {
myChart.setOption(option, true);
}
NVD3
NVD3 是由 Mike Bostock 撰寫的基于 D3 的 JavaScript 庫。NVD3 允許用戶在 Web 應用程序中創建美觀的、可復用的圖表。
NVD3 具有很強大的圖表功能，能夠很方便的創建箱形圖、旭日形和燭臺圖等。如果用戶想在 JavaScript 圖表庫中用到大量的能力，推薦試用 NVD3
NVD3 圖表庫的速度有時可能會成為一個問題，與 Fastdom 安裝配合使用，速度會更快。
NVD3 繪制簡單的折線圖代碼示例：
/*These lines are all chart setup. Pick and choose which chart features you want to utilize. */
nv.addGraph(function() {
var chart = nv.models.lineChart()
.margin({left: 100}) //Adjust chart margins to give the x-axis some breathing room.
.useInteractiveGuideline(true) //We want nice looking tooltips and a guideline!
.transitionDuration(350) //how fast do you want the lines to transition?
.showLegend(true) //Show the legend, allowing users to turn on/off line series.
.showYAxis(true) //Show the y-axis
.showXAxis(true) //Show the x-axis
;
chart.xAxis //Chart x-axis settings
.axisLabel('Time (ms)')
.tickFormat(d3.format(',r'));
chart.yAxis //Chart y-axis settings
.axisLabel('Voltage (v)')
.tickFormat(d3.format('.02f'));
/* Done setting the chart up? Time to render it!*/
var myData = sinAndCos(); //You need data...
d3.select('#chart svg') //Select the <svg> element you want to render the chart in.
.datum(myData) //Populate the <svg> element with chart data...
.call(chart); //Finally, render the chart!
//Update the chart when window resizes.
nv.utils.windowResize(function() { chart.update() });
return chart;
});
/**************************************
* Simple test data generator
*/
function sinAndCos() {
var sin = [],sin2 = [],
cos = [];
//Data is represented as an array of {x,y} pairs.
for (var i = 0; i < 100; i++) {
sin.push({x: i, y: Math.sin(i/10)});
sin2.push({x: i, y: Math.sin(i/10) *0.25 + 0.5});
cos.push({x: i, y: .5 * Math.cos(i/10)});
}
//Line chart data should be sent as an array of series objects.
return [
{
values: sin, //values - represents the array of {x,y} data points
key: 'Sine Wave', //key - the name of the series.
color: '#ff7f0e' //color - optional: choose your own line color.
},
{
values: cos,
key: 'Cosine Wave',
color: '#2ca02c'
},
{
values: sin2,
key: 'Another sine wave',
color: '#7777ff',
area: true //area - set to true if you want this line to turn into a filled area chart.
}
];
}
C3.js
與 TauCharts 相同，C3.js 也是一個非常有效的基于 D3 的圖表可視化庫。另外，C3.js 允許用戶創建可定制的具有個人風格的類。
C3.js 看起來是個比較難的庫，但是一旦掌握了 C3.js 技巧，就能得心應手的使用了。
有了 C3.js 圖表庫，即使在第一次渲染之后，用戶也可以通過創建回調來更新圖表。C3.js 也允許用戶為自己的 Web 應用程序創建可復用的圖表，從而減少工作量。
使用 npm 安裝 C3.js 圖表庫：
npm install c3
C3.js 繪制組合圖的代碼示例：
var chart = c3.generate({
data: {
columns: [
['data1', 30, 20, 50, 40, 60, 50],
['data2', 200, 130, 90, 240, 130, 220],
['data3', 300, 200, 160, 400, 250, 250],
['data4', 200, 130, 90, 240, 130, 220],
['data5', 130, 120, 150, 140, 160, 150],
['data6', 90, 70, 20, 50, 60, 120],
],
type: 'bar',
types: {
data3: 'spline',
data4: 'line',
data6: 'area',
},
groups: [
['data1','data2']
]
}
});
TauCharts
TauCharts 是最靈活的 JavaScript 圖表庫之一。它是基于 D3 創建的，是一個以數據為中心的 JavaScript 圖表庫，可以改進數據可視化的效果。
TauCharts 十分靈活，訪問其 API 也十分輕松。TauCharts 為用戶提供了無縫映射和可視化的數據，使用 TauCharts 能夠設計出十分美觀的數據界面。同時，TauCharts 也和易于學習。
通過 npm 安裝 TauCharts：
npm install taucharts
TauCharts 繪制水平線的代碼示例：
var defData = [
{"team": "d", "cycleTime": 1, "effort": 1, "count": 1, "priority": "low"}, {
"team": "d",
"cycleTime": 2,
"effort": 2,
"count": 5,
"priority": "low"
}, {"team": "d", "cycleTime": 3, "effort": 3, "count": 8, "priority": "medium"}, {
"team": "d",
"cycleTime": 4,
"effort": 4,
"count": 3,
"priority": "high"
}, {"team": "l", "cycleTime": 2, "effort": 1, "count": 1, "priority": "low"}, {
"team": "l",
"cycleTime": 3,
"effort": 2,
"count": 5,
"priority": "low"
}, {"team": "l", "cycleTime": 4, "effort": 3, "count": 8, "priority": "medium"}, {
"team": "l",
"cycleTime": 5,
"effort": 4,
"count": 3,
"priority": "high"
},
{"team": "k", "cycleTime": 2, "effort": 4, "count": 1, "priority": "low"}, {
"team": "k",
"cycleTime": 3,
"effort": 5,
"count": 5,
"priority": "low"
}, {"team": "k", "cycleTime": 4, "effort": 6, "count": 8, "priority": "medium"}, {
"team": "k",
"cycleTime": 5,
"effort": 8,
"count": 3,
"priority": "high"
}];
var chart = new tauCharts.Chart({
data: defData,
type: 'horizontalBar',
x: 'effort',
y: 'team',
color:'priority'
});
chart.renderTo('#bar');
Recharts
ReCharts 是一個使用 React 構建的，基于 D3 的圖表庫。
使用 ReCharts，用戶可以在 React Web 應用程序中無縫地編寫圖表。
Recharts 非常輕巧，并使用 SVG 元素來創建很奇特的圖表。
使用 npm 安裝 Recharts：
npm install recharts
Recharts 沒有冗長的文檔，它很直接。當你遇到困難時，使用 Recharts 可以很容易找到解決方案。
Recharts 創建自定義內容樹圖的代碼示例：
const {Treemap} = Recharts;
const data = [
{
name: 'axis',
children: [
{ name: 'Axes', size: 1302 },
{ name: 'Axis', size: 24593 },
{ name: 'AxisGridLine', size: 652 },
{ name: 'AxisLabel', size: 636 },
{ name: 'CartesianAxes', size: 6703 },
],
},
{
name: 'controls',
children: [
{ name: 'AnchorControl', size: 2138 },
{ name: 'ClickControl', size: 3824 },
{ name: 'Control', size: 1353 },
{ name: 'ControlList', size: 4665 },
{ name: 'DragControl', size: 2649 },
{ name: 'ExpandControl', size: 2832 },
{ name: 'HoverControl', size: 4896 },
{ name: 'IControl', size: 763 },
{ name: 'PanZoomControl', size: 5222 },
{ name: 'SelectionControl', size: 7862 },
{ name: 'TooltipControl', size: 8435 },
],
},
{
name: 'data',
children: [
{ name: 'Data', size: 20544 },
{ name: 'DataList', size: 19788 },
{ name: 'DataSprite', size: 10349 },
{ name: 'EdgeSprite', size: 3301 },
{ name: 'NodeSprite', size: 19382 },
{
name: 'render',
children: [
{ name: 'ArrowType', size: 698 },
{ name: 'EdgeRenderer', size: 5569 },
{ name: 'IRenderer', size: 353 },
{ name: 'ShapeRenderer', size: 2247 },
],
},
{ name: 'ScaleBinding', size: 11275 },
{ name: 'Tree', size: 7147 },
{ name: 'TreeBuilder', size: 9930 },
],
},
{
name: 'layout',
children: [
{ name: 'AxisLayout', size: 6725 },
{ name: 'BundledEdgeRouter', size: 3727 },
{ name: 'CircleLayout', size: 9317 },
{ name: 'CirclePackingLayout', size: 12003 },
{ name: 'DendrogramLayout', size: 4853 },
{ name: 'ForceDirectedLayout', size: 8411 },
{ name: 'IcicleTreeLayout', size: 4864 },
{ name: 'IndentedTreeLayout', size: 3174 },
{ name: 'Layout', size: 7881 },
{ name: 'NodeLinkTreeLayout', size: 12870 },
{ name: 'PieLayout', size: 2728 },
{ name: 'RadialTreeLayout', size: 12348 },
{ name: 'RandomLayout', size: 870 },
{ name: 'StackedAreaLayout', size: 9121 },
{ name: 'TreeMapLayout', size: 9191 },
],
},
{ name: 'Operator', size: 2490 },
{ name: 'OperatorList', size: 5248 },
{ name: 'OperatorSequence', size: 4190 },
{ name: 'OperatorSwitch', size: 2581 },
{ name: 'SortOperator', size: 2023 },
],
}
];
const COLORS = ['#8889DD', '#9597E4', '#8DC77B', '#A5D297', '#E2CF45', '#F8C12D'];
const CustomizedContent = React.createClass({
render() {
const { root, depth, x, y, width, height, index, payload, colors, rank, name } = this.props;
return (
<g>
<rect
x={x}
y={y}
width={width}
height={height}
style={{
fill: depth < 2 ? colors[Math.floor(index / root.children.length * 6)] : 'none',
stroke: '#fff',
strokeWidth: 2 / (depth + 1e-10),
strokeOpacity: 1 / (depth + 1e-10),
}}
/>
{
depth === 1 ?
<text
x={x + width / 2}
y={y + height / 2 + 7}
textAnchor="middle"
fill="#fff"
fontSize={14}
>
{name}
</text>
: null
}
{
depth === 1 ?
<text
x={x + 4}
y={y + 18}
fill="#fff"
fontSize={16}
fillOpacity={0.9}
>
{index + 1}
</text>
: null
}
</g>
);
}
});
const SimpleTreemap = React.createClass({
render () {
return (
<Treemap
width={400}
height={200}
data={data}
dataKey="size"
ratio={4/3}
stroke="#fff"
fill="#8884d8"
content={<CustomizedContent colors={COLORS}/>}
/>
);
}
})
ReactDOM.render(
<SimpleTreemap />,
document.getElementById('container')
);
Flot
目前，jQuery 已經成為 Web 開發人員非常重要的工具。有了 Flot.js，前端設計也變得更加容易。
Flot.js 是 JavaScript 庫中較為古老的圖表庫之一。盡管如此，Flot.js 也不會因為繪制折線圖、餅圖、條形圖、面積圖、甚至堆疊圖表而降低其性能。
Flot.js 有一個很完善的文檔。當用戶遇到困難時，可以很容易地找到解決辦法。Flot.js 也支持舊版本的瀏覽器。
可以選擇不使用 npm 來安裝 Flot.js，而是在 HTML5 中包含 jQuery 和 JavaScript 文件。
Flot.js 的基本用法代碼示例：
$(function () {
var d1 = [];
for (var i = 0; i < 14; i += 0.5)
d1.push([i, Math.sin(i)]);
var d2 = [[0, 3], [4, 8], [8, 5], [9, 13]];
// a null signifies separate line segments
var d3 = [[0, 12], [7, 12], null, [7, 2.5], [12, 2.5]];
$.plot($("#placeholder"), [ d1, d2, d3 ]);
});
總結
以上介紹的 JavaScript 庫都是高質量的圖表庫。但是在學習這些庫的過程中，可能會因為學習曲線陡峭或是缺乏學習資料而遇到困難，一種很好的方案是將這些庫結合起來使用。最后也歡迎大家補充更多的 JavaScript 圖表庫。
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