当前，数据可视化已经成为数据科学领域非常重要的一部分。不同网络系统中产生的数据，都需要经过适当的可视化处理，以便更好的呈现给用户读取和分析。
对任何一个组织来说，如果能够充分的获取数据、可视化数据和分析数据，那么就能很大程度上帮助了解数据产生的深层次原因，以便据此做出正确的决定。
对于前端开发人员来说，如果能够掌握交互式网页中的数据可视化技术，则是一项很棒的技能。当然，通过一些 JavaScript 的图表库也会使前端的数据可视化变得更加容易。使用这些库，开发者可以在无需考虑不同的语法所带来的编程难题的情况下，轻松实现将数据转化为易于理解的图表。
下面是挑选出的9个 JavaScript 图表库：
- Chart.js
- Chartist
- FlexChart
- Echarts
- NVD3
- C3.js
- TauCharts
- ReCharts
- Flot
Chart.js
Chart.js 是一种简洁、用户友好的图表库，同时也是基于 HTML5 的 JavaScript 库，用于创建动画、交互式和可自定义的图表和图形。
借助 Chart.js，用户可以轻松直观地查看混合图表类型。默认情况下，也可以使用 Chart.js 创建响应式网页。
Chart.js 库允许用户快速创建可视化数据。Chart.js 易于设置，对初学者十分友好。使用 Chart.js 则不必考虑浏览器的兼容性问题，因为 Chart.js 支持旧浏览器。
使用 npm 安装 Chart.js：
npm install chart.js --save
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Chart.js 绘制雷达图的代码示例：
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
});
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Chartist
Chartist 库很适合于创建美观、响应能力强、阅读友好的图表。Chartist 使用 SVG 来呈现图表。
Chartist 还提供了使用 CSS 媒体查询和创意动画来自定义图表的能力。用户使用 Chartist 在图表设计中实现自己的所有创意。
Chartist 易于配置，也易于使用 Sass 进行定制。但是，它不支持旧浏览器。
使用 Chartist，可以通过 CSS 的样式来美化你的 SVG，用户完全可以现实自己所想的所有图表样式。
使用 npm 安装 Chartist：
npm install chartist --save
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Chartist 创建具有自定义标签的饼图的代码示例：
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);
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FlexChart 是高性能的图表工具。使用 FlexChart，可轻松的将表格数据可视化为业务图表。FlexChart 不但支持常见的图表类型，如折线图、饼状图、面积图等，还支持气泡图、K线图、条形图、漏斗图等高级图表类型。
FlexChart 的使用也十分简单，FlexChart 图表将所有与数据有关的任务都委托给 CollectionView 类，只需操作 CollectionView 类，就能实现过滤、排序和分组数据等功能。
FlexChart 包含的图表元素也比较全面，如图表图例、图表标题、图表页脚、数轴、图表 series 和标签等，用户也可以为图表添加自定义的元素，如平均线和趋势线等。
FlexChart 本质上是一种交互式的图表，不论是数据进行任何的更改，都会自动反应在图表上，如图表曲线随数据放大缩小、过滤、钻取、动画等。
查看 FlexChart 的中文学习指南和旭日图Demo。
FlexChart 绘制柱状图的代码示例：
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;
}
}
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Echarts
Echarts 是网页的数据可视化方面的一个非常有用的库。使用 Echarts，开发者可以创建直观的、可自定义的交互式图表，让数据的展示和分析变得十分容易。
由于 Echarts 是用普通的 JavaScript 编写的，所以 Echarts 不存在其它图表库存在的无法无缝迁移的问题。
同时，Echarts 也提供了很多官方文档供用户查看。
使用 npm 可以很容易的完成 Echarts 的安装：
npm install echarts --save
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Echarts 绘制散点图代码示例：
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);
}
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NVD3
NVD3 是由 Mike Bostock 撰写的基于 D3 的 JavaScript 库。NVD3 允许用户在 Web 应用程序中创建美观的、可复用的图表。
NVD3 具有很强大的图表功能，能够很方便的创建箱形图、旭日形和烛台图等。如果用户想在 JavaScript 图表库中用到大量的能力，推荐试用 NVD3。
NVD3 图表库的速度有时可能会成为一个问题，与 Fastdom 安装配合使用，速度会更快。
NVD3 绘制简单的折线图代码示例：
<pre style="box-sizing: inherit; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Courier New", monospace; font-size: 16px; white-space: pre-wrap; overflow: auto; border-radius: 3px; padding: 2px; line-height: 1.4; word-wrap: normal; display: block; background: rgb(63, 63, 63); color: rgb(220, 220, 220); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">/*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.
}
];
}</pre>
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C3.js
与 TauCharts 相同，C3.js 也是一个非常有效的基于 D3 的图表可视化库。另外，C3.js 允许用户创建可定制的具有个人风格的类。
C3.js 看起来是个比较难的库，但是一旦掌握了 C3.js 技巧，就能得心应手的使用了。
有了 C3.js 图表库，即使在***次渲染之后，用户也可以通过创建回调来更新图表。C3.js 也允许用户为自己的 Web 应用程序创建可复用的图表，从而减少工作量。
使用 npm 安装 C3.js 图表库：
npm install c3
C3.js 绘制组合图的代码示例：
<pre style="box-sizing: inherit; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Courier New", monospace; font-size: 16px; white-space: pre-wrap; overflow: auto; border-radius: 3px; padding: 2px; line-height: 1.4; word-wrap: normal; display: block; background: rgb(63, 63, 63); color: rgb(220, 220, 220); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">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']
]
}
});</pre>
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TauCharts
TauCharts 是最灵活的 JavaScript 图表库之一。它是基于 D3 创建的，是一个以数据为中心的 JavaScript 图表库，可以改进数据可视化的效果。
TauCharts 十分灵活，访问其 API 也十分轻松。TauCharts 为用户提供了无缝映射和可视化的数据，使用 TauCharts 能够设计出十分美观的数据界面。同时，TauCharts 也和易于学习。
通过 npm 安装 TauCharts：
npm install taucharts
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TauCharts 绘制水平线的代码示例：
<pre style="box-sizing: inherit; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Courier New", monospace; font-size: 16px; white-space: pre-wrap; overflow: auto; border-radius: 3px; padding: 2px; line-height: 1.4; word-wrap: normal; display: block; background: rgb(63, 63, 63); color: rgb(220, 220, 220); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">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');</pre>
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Recharts
ReCharts 是一个使用 React 构建的，基于 D3 的图表库。
使用 ReCharts，用户可以在 React Web 应用程序中无缝地编写图表。
Recharts 非常轻巧，并使用 SVG 元素来创建很奇特的图表。
使用 npm 安装 Recharts：
npm install recharts
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Recharts 没有冗长的文档，它很直接。当你遇到困难时，使用 Recharts 可以很容易找到解决方案。
Recharts 创建自定义内容树图的代码示例：
<pre style="box-sizing: inherit; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Courier New", monospace; font-size: 16px; white-space: pre-wrap; overflow: auto; border-radius: 3px; padding: 2px; line-height: 1.4; word-wrap: normal; display: block; background: rgb(63, 63, 63); color: rgb(220, 220, 220); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">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')
);</pre>
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Flot
目前，jQuery 已经成为 Web 开发人员非常重要的工具。有了 Flot.js，前端设计也变得更加容易。
Flot.js 是 JavaScript 库中较为古老的图表库之一。尽管如此，Flot.js 也不会因为绘制折线图、饼图、条形图、面积图、甚至堆叠图表而降低其性能。
Flot.js 有一个很完善的文档。当用户遇到困难时，可以很容易地找到解决办法。Flot.js 也支持旧版本的浏览器。
可以选择不使用 npm 来安装 Flot.js，而是在 HTML5 中包含 jQuery 和 JavaScript 文件。
Flot.js 的基本用法代码示例：
<pre style="box-sizing: inherit; font-family: Menlo, Monaco, Consolas, "Courier New", monospace; font-size: 16px; white-space: pre-wrap; overflow: auto; border-radius: 3px; padding: 2px; line-height: 1.4; word-wrap: normal; display: block; background: rgb(63, 63, 63); color: rgb(220, 220, 220); font-style: normal; font-variant-ligatures: normal; font-variant-caps: normal; font-weight: 400; letter-spacing: normal; orphans: 2; text-align: start; text-indent: 0px; text-transform: none; widows: 2; word-spacing: 0px; -webkit-text-stroke-width: 0px; text-decoration-style: initial; text-decoration-color: initial;">$(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 ]);
});</pre>
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JavaScript 开发工具推荐
SpreadJS 纯前端表格控件是基于 HTML5 的 JavaScript 电子表格和网格功能控件，提供了完备的公式引擎、排序、过滤、输入控件、数据可视化、Excel 导入/导出等功能，适用于 .NET、Java 和移动端等各平台在线编辑类 Excel 功能的表格程序开发。
总结
以上介绍的 JavaScript 库都是高质量的图表库。但是在学习这些库的过程中，可能会因为学习曲线陡峭或是缺乏学习资料而遇到困难，一种很好的方案是将这些库结合起来使用。***也欢迎大家补充更多的 JavaScript 图表库。
