我们的开发工程中经常会使用到各种图，所谓的图就是由节点和节点之间的连接所形成的系统，数学上专门有一个分支叫图论（Graph Theroy）。利用图我们可以做很多工具，比如思维导图，流程图，状态机，组织架构图，等等。今天我要做的是用开源的HTML5工具来快速构造一个做图的工具。

工具选择

工预善其事，必先利其器。第一件事是选择一件合适的工具，开源时代，程序员还是很幸福的，选择很多。

• flowchart.js http://adrai.github.io/flowchart.js/ , 基于SVG创建Flow Chart
• go.js http://www.gojs.net/latest/index.html go.js 提供一整套的JS工具 ，支持各种交互式图表的创建。有免费版和收费版
• joint.js http://www.jointjs.com/ joint.js 是另一个创建图标库的工具，也提供免费版和商业版
• jsPlumb http://www.jsplumb.org/ jsPlumb是一套开源的流程图创建工具 ，小巧精悍，使用简单
• d3 http://d3js.org 在html5领域，d3可谓是最好的可视化基础库，提供方面的DOM操作，非常强大。

最终，我选择了jsPlumb，因为它完全开源，使用很简单，用D3的话可能会多花很多功夫。joint.js也不错。大家可以根据自己的需要选择。

构建静态应用

下面我们一步一步的来使用jsPlumb来创建我们的流程图工具。

第一步是等待DOM和jsPlumb初始化完毕，类似document.ready()和jquery.ready(), 要使用jsPlumb, 需要把代码放在这个函数里：

jsPlumb.ready(function() {
    // ... your code goes here ...
}

创建一个jsPlumb的实例，并初始化jsPlumb的配置参数：

//Initialize JsPlumb
var color = "#E8C870";
var instance = jsPlumb.getInstance({
    // notice the 'curviness' argument to this Bezier curve.  the curves on this page are far smoother
    // than the curves on the first demo, which use the default curviness value.      
    Connector : [ "Bezier", { curviness:50 } ],
    DragOptions : { cursor: "pointer", zIndex:2000 },
    PaintStyle : { strokeStyle:color, lineWidth:2 },
    EndpointStyle : { radius:5, fillStyle:color },
    HoverPaintStyle : {strokeStyle:"#7073EB" },
    EndpointHoverStyle : {fillStyle:"#7073EB" },
    Container:"container-id"
 });

这里给给出了一些配置包括，连接线（这里配置了一个贝塞尔曲线），线的风格，连接点得风格。Container需要配置一个对应的DIV容器的id。（这里也可以使用setContainer的方法）

下面我们要创建一个节点（node），每一个节点可以用一个DIV来实现。我这里提供了一个函数来创建节点。

function addNode(parentId, nodeId, nodeLable, position) {
  var panel = d3.select("#" + parentId);
  panel.append('div').style('width','120px').style('height','50px')
    .style('position','absolute')
    .style('top',position.y).style('left',position.x)
    .style('border','2px #9DFFCA solid').attr('align','center')
    .attr('id',nodeId).classed('node',true)
    .text(nodeLable);

  return jsPlumb.getSelector('#' + nodeId)[0];
}

这里做的事情就是创建了一个DIV元素，并放在对应的容器的制定位置上，注意为了支持拖拽的功能，必须使用position:absolute 。

我使用D3来操作DOM，大家可能会更习惯JQuery，这纯属个人喜好的问题。

最后返回创建节点的实例引用，这是的selector使用了jsPlumb.getSelector()方法，它和JQuery的selector是一样的，这样用的好处是你可以使用不同的DOM操作库，例如Vanilla

下面我使用一个函数来创建端点/锚点（anchor），锚点就是节点上的连接点，用于连接不同的节点。

function addPorts(instance, node, ports, type) {
  //Assume horizental layout
  var number_of_ports = ports.length;
  var i = 0;
  var height = $(node).height();  //Note, jquery does not include border for height
  var y_offset = 1 / ( number_of_ports + 1);
  var y = 0;

  for ( ; i < number_of_ports; i++ ) {
    var anchor = [0,0,0,0];
    var paintStyle = { radius:5, fillStyle:'#FF8891' };
    var isSource = false, isTarget = false;
    if ( type === 'output' ) {
      anchor[0] = 1;
      paintStyle.fillStyle = '#D4FFD6';
      isSource = true;
    } else {
      isTarget =true;
    }

    anchor[1] = y + y_offset;
    y = anchor[1];

    instance.addEndpoint(node, {
      uuid:node.getAttribute("id") + "-" + ports[i],
      paintStyle: paintStyle,
      anchor:anchor,
      maxConnections:-1,
      isSource:isSource,
      isTarget:isTarget
    });
  }
}

instance是jsPlumb的实例

node是我们用addNode方法创建的Node实例

ports，是一个string的数组，指定端点的个数和名字

type，可能是output或者input，指定端点的种类，一个节点的输出端口可以连接另一个节点的输入端口。

这里anchor是一个四维数组，0维和1维分别是锚点在节点x轴和y轴的偏移百分比。我这里希望把端口画在节点的左右两侧，并按照端口的数量均匀分布。

最后使用instance.addEndpoint来创建端点。注意这里只要指定isSource和isTarget就可以用drag&drop的方式来连接端点，非常方便。

下面一步我们提供一个函数来连接端点：

function connectPorts(instance, node1, port1, node2 , port2) {
  // declare some common values:
  var color = "gray";
  var arrowCommon = { foldback:0.8, fillStyle:color, width:5 },
  // use three-arg spec to create two different arrows with the common values:
  overlays = [
    [ "Arrow", { location:0.8 }, arrowCommon ],
    [ "Arrow", { location:0.2, direction:-1 }, arrowCommon ]
  ];

  var uuid_source = node1.getAttribute("id") + "-" + port1;
  var uuid_target = node2.getAttribute("id") + "-" + port2;

  instance.connect({uuids:[uuid_source, uuid_target]});
}

node1和node2是源节点和目标节点的引用，port1和port2是源端口和目标端口的名字。

使用instance.connect方法来创建连接。 overlays用来添加连接线的箭头效果或者其他风格，我这里没有使用，因为觉得都不是很好看。大家如果要用，只要把overlays加入到instance.connect的方法参数就可以了。

调用以上方法来创建节点，端点和连接线。

var node1 = addNode('container-id','node1', 'node1', {x:'80px',y:'20px'});
var node2 = addNode('container-id','node2', 'node2', {x:'280px',y:'20px'});

addPorts(instance, node1, ['out1','out2'],'output');
addPorts(instance, node2, ['in','in1','in2'],'input');

connectPorts(instance, node1, 'out2', node2, 'in');

这里我们创建了两个节点，第一个节点有两个输出端口，第二个节点有三个输入端口，然后把第一个节点的out2端口连接到第二个端点的in端口。效果如下：

最后我们给节点增加drag&drop的功能，这样我们就可以拖动这些节点来改变图的布局了。

instance.draggable($('.node'));

这里似乎依赖于JQuery-UI,我还不是很清楚。

交互式创建节点

我们已经初步具有了创建图的功能，可是节点的创建必须通过程序，我们希望用交互的方式来创建节点。

通常我们希望有一个tree view的控件，让后通过拖拽来创建对应类型的节点。这里我使用了这个开源的tree view，基于bootstrap https://github.com/jonmiles/bootstrap-treeview

我们先创建一个tree view：

function getTreeData() {
  var tree = [
    {
      text: "Nodes",
      nodes: [
        {
          text: "Node1",
        },
        {
          text: "Node2"
        }
      ]
    }
  ]; 

  return tree;
}
//Initialize Control Tree View
$('#control-panel').treeview({data: getTreeData()});

树上有两个节点:

然后我实现从树上拖拽对应的节点，到流程图上的逻辑。

//Handle drag and drop
$('.list-group-item').attr('draggable','true').on('dragstart', function(ev){
  //ev.dataTransfer.setData("text", ev.target.id);
  ev.originalEvent.dataTransfer.setData('text',ev.target.textContent);
  console.log('drag start');
});

$('#container-id').on('drop', function(ev){
  //avoid event conlict for jsPlumb
  if (ev.target.className.indexOf('_jsPlumb') >= 0 ) {
    return;
  }

  ev.preventDefault();
  var mx = '' + ev.originalEvent.offsetX + 'px';
  var my = '' + ev.originalEvent.offsetY + 'px';

  console.log('on drop : ' + ev.originalEvent.dataTransfer.getData('text'));
  var uid = new Date().getTime();
  var node = addNode('flow-panel','node' + uid, 'node', {x:mx,y:my});
  addPorts(instance, node, ['out'],'output');
  addPorts(instance, node, ['in1','in2'],'input');
  instance.draggable($(node));
}).on('dragover', function(ev){
  ev.preventDefault();
  console.log('on drag over');
});

这里要注意的是要避免和jsPlumb拖拽端点的逻辑冲突，当检测到target是jsPlumb对象是需要直接从drop方法中退出以执行对应的jsPlumb的drop逻辑。

好了，一个绘制流程图的软件工具初步完工。

我把代码放在oschina的代码托管服务上了， 大家有兴趣可以去试试。

形图可视化广泛用于分层数据分析。如果你没有经验还想创建一个，那将会有些复杂。下面是一个详细教程，教你如何使用JavaScript创建交互式树形图。

宇宙中只有我们吗？我们每个人都曾在某个时候问过自己这个问题。当我们在考虑地球是否是宇宙中唯一可居住的行星时，我们可能会思考宇宙究竟有多大。让我们在树形图的帮助下看看吧！在本教程中，我们将使用树形映射出宇宙中已知的10个最大的星系。

什么是树形图？

在进入教程之前，了解一下树形图的概念。树形图是一种流行的技术，用于将分层组织、树状结构的数据可视化。它可以一目了然地展示出层次结构以及各个数据点的值，它使用了大小与相应数量成比例的嵌套矩形。

树的每个分支都是一个矩形，对于子分支，其中嵌套了较小的矩形。通过颜色和接近度显示数据，树形图可以轻松表示大量数据，同时有效利用空间，非常适合比较层次结构中的比例。

树形图类型是由Ben Shneiderman教授发明的，他在信息设计和人机交互领域作出了重大贡献。树形图被用于许多数据可视化领域，可用于分析股票市场、人口普查系统和选举统计数据，以及数据新闻、硬盘探索工具等。

浏览JS树形图

下面将使用JavaScript构建一个树形图来比较已知宇宙中排名前10的星系的大小。JS树状图在本教程结束时的样子：

创建一个基本的JS树形图

创建基于JavaScript的树状图通常需要以下四个基本步骤：

1. 创建一个HTML页面

2. 参考JavaScript文件

3. 设置数据

4. 编写一些JS树代码

如果你是 HTML、CSS 和JavaScript方面的新手，请不要担心。本文将详细介绍每一步，在学习完本教程之后，你可以尝试去做自己的JS树状图。

1. 创建一个HTML页面

首先需要创建一个基本的HTML页面。添加一个HTML块元素 (<div>)，并将树形图放置其中，为其分配一个ID属性（让它成为“容器”），以便稍后在代码中引用它。

然后为 <div> 设置一些样式。将宽度和高度属性定义为 100%，边距和填充为 0。当然，你可以根据自己的喜好进行更改。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>JavaScript Treemap Chart</title>
    <style type="text/css">   
      html, body, #container {
        width: 100%;
        height: 100%;
        margin: 0;
        padding: 0;
      }
    </style>
  </head>
  <body>
    <div id="container"></div>
  </body>
</html>

2. 参考JavaScript文件

接下来，需要引用所需脚本，用这些脚本创建树形图。

现在有多个JavaScript图表库可供选择。创建交互式数据可视化的基本步骤与它们中的任何一个都是差不多的。在这里，为了说明问题，我将使用AnyChart，它支持树形图并有免费版本，其源代码在GitHub上开放。

因此，要构建树形图，需要导入“核心”和“树形图”模块。在第一步创建的HTML页面的 head 部分中引用它们。从 CDN 获取它们（或下载文件）。

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>JavaScript Treemap Chart</title>
    <script src="https://cdn.anychart.com/releases/8.11.0/js/anychart-core.min.js"></script>
    <script src="https://cdn.anychart.com/releases/8.11.0/js/anychart-treemap.min.js"></script>
    <style type="text/css">   
      html, body, #container {
        width: 100%;
        height: 100%;
        margin: 0;
        padding: 0;
      }
  </style>
  </head>
  <body>
    <div id="container"></div>
  </body>
</html>

3.设置数据

设置数据后将把已知宇宙中最大的前10个星系的规模可视化。这些星系非常庞大，所以需要以它们的直径来衡量它们是多少光年（光年是一束光在一个地球年中传播的距离，相当于大约 6 万亿英里）。

我已经从 Largest.org 获取了星系尺度的数据。

对于图表，树结构数据根基元素是“星系”，（按星系类型）分为“椭圆”和“螺旋”作为其子元素，它们又有个别星系对象的数组作为它们自己的子元素。

每个星系对象都具有<名称 \ 尺度>键值属性。例如，{name: "IC 1101", value: 4000000} 表示规模为 4,000,000 光年的 IC 1101 星系。说实话，很难理解它有多大。

var dataSet = [
  {name: "Galaxies", children: [
    {name: "Elliptical", children: [
      {name: "IC 1101", value: 4000000},
      {name: "Hercules A", value: 1500000},
      {name: "A2261-BCG", value: 1000000},
      {name: "ESO 306-17", value: 1000000},
      {name: "ESO 444-46", value: 402200},
    ]},
    {name: "Spiral", children: [  
      {name: "Rubin's Galaxy", value: 832000},
      {name: "Comet Galaxy", value: 600000},
      {name: "Condor Galaxy", value: 522000},
      {name: "Tadpole Galaxy", value: 280000},
      {name: "Andromeda Galaxy", value: 220000} 
    ]}
  ]}
];

4. 编写一些JS树形图代码

到此只需几行JavaScript代码就可以为树形图提供动力。

1.使用anychart.onDocumentReady() 函数，加载树形图的所有JavaScript代码，确保它在网页完全加载并准备执行。

<script>
  anychart.onDocumentReady(function () {
    // JS树映射代码会写到这里
  });
</script>

2.然后，从第3步开始在树形图中添加我们想要可视化的数据。

<script>
 
  anychart.onDocumentReady(function () {
 
    var dataSet = [
      {name: "Galaxies", children: [
        {name: "Elliptical", children: [
          {name: "IC 1101", value: 4000000},
          {name: "Hercules A", value: 1500000},
          {name: "A2261-BCG", value: 1000000},
          {name: "ESO 306-17", value: 1000000},
          {name: "ESO 444-46", value: 402200},
        ]},
        {name: "Spiral", children: [  
          {name: "Rubin's Galaxy", value: 832000},
          {name: "Comet Galaxy", value: 600000},
          {name: "Condor Galaxy", value: 522000},
          {name: "Tadpole Galaxy", value: 280000},
          {name: "Andromeda Galaxy", value: 220000} 
        ]}
      ]}
    ];
 
  });
 
</script>

3.添加以下代码将数据转换到图上。

var chart = anychart.treeMap(dataSet, "as-tree");

4.添加一个标题，将图表放入之前定义的 <div> 容器中，并使用 draw 命令显示它。

chart.title("The 10 Largest Galaxies in the Known Universe");
chart.container("container");
chart.draw();

现在JS树形图基本上已经准备好了：

加载树形图时，只会显示两个图块，“椭圆”和“螺旋”。然后可以单击它们，展开其各自的子星系，这就是所谓的下钻操作。

为什么会只有两块？因为默认情况下，最大深度值设置为1。这意味着一次只能看到其父级的一个级别。较低的级别是隐藏的。在第一层，将“星系”分为“椭圆”和“螺旋”，所以只能看到这一层。

显示所有星系图块只需要使用maxDepth()函数更改最大深度值。

chart.maxDepth(2);

效果如下：

在这张图表中，可以看到星系是如何根据层次结构进行分组的，还可以单击顶部的“椭圆”或“螺旋”标题来放大其子星系。

完整代码：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>JavaScript Treemap Chart</title>
    <script data-fr-src="https://cdn.anychart.com/releases/8.11.0/js/anychart-core.min.js"></script>
    <script data-fr-src="https://cdn.anychart.com/releases/8.11.0/js/anychart-treemap.min.js"></script>
    <style type="text/css">   
      html, body, #container {
        width: 100%;
        height: 100%;
        margin: 0;
        padding: 0;
      }
    </style>
  </head>
  <body>
    <div id="container"></div>
 
    <script>
 
      anychart.onDocumentReady(function () {
 
        // 创建数据
        var dataSet = [
          {name: "Galaxies", children: [
            {name: "Elliptical", children: [
              {name: "IC 1101", value: 4000000},
              {name: "Hercules A", value: 1500000},
              {name: "A2261-BCG", value: 1000000},
              {name: "ESO 306-17", value: 1000000},
              {name: "ESO 444-46", value: 402200},
            ]},
            {name: "Spiral", children: [  
              {name: "Rubin's Galaxy", value: 832000},
              {name: "Comet Galaxy", value: 600000},
              {name: "Condor Galaxy", value: 522000},
              {name: "Tadpole Galaxy", value: 280000},
              {name: "Andromeda Galaxy", value: 220000} 
            ]}
          ]}
        ];
        
        // 创建树形图并设置数据
        var chart = anychart.treeMap(dataSet, "as-tree");
 
        // 设置图表标题
        chart.title("The 10 Largest Galaxies in the Known Universe");
 
        // 设置图表的容器id
        chart.container("container");
 
        // 开始绘制图表
        chart.draw();
 
      });
 
    </script>
  </body>
</html>

现在，你可以一目了然地看到10个最大星系的规模并进行比较。下面展示如何自定义JavaScript树形图。

自定义JS树形图

A. 改变颜色

改变任何图表的外观和感觉有一种简单方法就是更改颜色。

chart.normal().fill('#B46FC2');
chart.hovered().fill('#44008B', 0.8);
chart.selected().fill('#0A0068', 0.8);
chart.selected().hatchFill("forward-diagonal", '#282147', 2, 20);

添加了fill()和hashFill()方法来更改树形图的颜色。

B. 应用线性色标

在树形图中，除了大小，图块的颜色也有助于突出显示比例。可以借助线性色标根据相应的数据维度自动为图块着色。

创建一个线性色标，为其提供两个值，一个为最低范围值，另一个为最高值，最后启用颜色范围。

var customColorScale = anychart.scales.linearColor();
customColorScale.colors(['#37B8F7', '#ffcc00']);
chart.colorScale(customColorScale);
chart.colorRange().enabled(true);
chart.colorRange().length('90%');

实现这些需要修改上一节中的代码。

C. 格式化标签和工具提示

可以使用HTML来格式化标签。为此，需要为标签启用 HTML。然后，你就可以不受限制地使用HTML对它们进行格式化。

可以把标签格式化为<span>HTML元素，并对其进行样式设计，以增加字体大小和改变颜色。

chart.labels().useHtml(true);
chart.labels().format(
  "<span style='font-size: 24px; color: #00076f'>{%name}</span><br>{%value}"
);

正如你在上面的代码片段中看到的，还使用了{%name}和{%value}标记，用来更改树形图标签和工具提示的文本。这样，在创建可视化时将为每个星系输出名称和比例值。

此外，使用format()方法来定制工具提示的文本。一个内容丰富的工具提示有助于更好地理解数据。

chart.tooltip().format(
    "Scale: {%value} light-years"
);

D. 按升序排列图块

默认情况下，树形图图块按降序排列。可以看到星系是从高到低排列的，规模最大的IC 1101星系是左起第一个。

如果需要升序排列，那么添加：

chart.sort("asc");

下面是一个完整 样例：

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
  <head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>JavaScript Treemap Chart</title>
    <script data-fr-src="https://cdn.anychart.com/releases/8.11.0/js/anychart-core.min.js"></script>
    <script data-fr-src="https://cdn.anychart.com/releases/8.11.0/js/anychart-treemap.min.js"></script>
    <style type="text/css">   
      html, body, #container {
        width: 100%;
        height: 100%;
        margin: 0;
        padding: 0;
      }
    </style>
  </head>
  <body>
    <div id="container"></div>
 
    <script>
 
      anychart.onDocumentReady(function () {
 
        // create the data
        var dataSet = [
          {name: "Galaxies", children: [
            {name: "Elliptical", children: [
              {name: "IC 1101", value: 4000000},
              {name: "Hercules A", value: 1500000},
              {name: "A2261-BCG", value: 1000000},
              {name: "ESO 306-17", value: 1000000},
              {name: "ESO 444-46", value: 402200},
            ]},
            {name: "Spiral", children: [  
              {name: "Rubin's Galaxy", value: 832000},
              {name: "Comet Galaxy", value: 600000},
              {name: "Condor Galaxy", value: 522000},
              {name: "Tadpole Galaxy", value: 280000},
              {name: "Andromeda Galaxy", value: 220000} 
            ]}
          ]}
        ];

        // create the treemap chart and set the data
        var chart = anychart.treeMap(dataSet, "as-tree");
 
        // set the chart title
        chart.title("The 10 Largest Galaxies in the Known Universe");

        // set a custom color scale
        var customColorScale = anychart.scales.linearColor();
        customColorScale.colors(['#37B8F7', '#ffcc00']);
        chart.colorScale(customColorScale);
        chart.colorRange().enabled(true);
        chart.colorRange().length('90%');

        // format the labels
        chart.labels().useHtml(true);
        chart.labels().format(
          "<span style='font-size: 24px; color: #00076f'>{%name}</span><br>{%value}"
        );
  
        // format the tooltips
        chart.tooltip().format(
          "Scale: {%value} light years"
        );

        // sort in ascending order
        chart.sort("asc");
 
        // set the container id for the chart
        chart.container("container");
 
        // initiate drawing the chart
        chart.draw();
 
      });
 
    </script>
  </body>
</html>

结论

恭喜现在已经学会了轻松地创建出色的交互式JavaScript树形图！请参阅树形图文档 ， 以 便 了解它还可以做些什么，或者使用不同的图表库。