前几天在做一个前端项目，需要在一个vue3+typescript的项目中使用d3

上次做vue2+d3v5的项目已经很多年了，这次不仅是vue3，用的typescript，而且d3也升级到v7了，有很多东西不一样了。

这里记录一下，避免日后忘记。

在使用d3的各个类时，给定type定义

typescript是一个类型严格的语言，在vue3+typescript项目中调用d3时，最好也遵循这一要求，除非万不得已，尽量不要使用any类型。

Selection类

所有的d3的链式操作，都是基于d3.select返回的Selection类进行的，可以说d3最重要的类就是Selection

在d3中，Selection类是这样定义的

/*** A D3 Selection of elements.** The first generic "GElement" refers to the type of the selected element(s).* The second generic "Datum" refers to the type of the datum of a selected element(s).* The third generic "PElement" refers to the type of the parent element(s) in the D3 selection.* The fourth generic "PDatum" refers to the type of the datum of the parent element(s).*/
export interface Selection<GElement extends BaseType, Datum, PElement extends BaseType, PDatum>

这是一个typescript模板，模板必须要给定变量类型才能在编译期生成真实的类。这个模板需要给定4各变量类型：

第一个是select要选取的目标的类型，一般来说是DOM上的节点，对于svg而言，主要有：SVGSVGElement、SVGGElement、SVGPathElement这3类。实际上svg还有SVGAElement、SVGCircleElement等很多，但是一般来说d3不用那些类型。不过，如果在应用的时候确实遇到了，也要确实的写上。

按照d3的要求，其实还有一种BaseType是不需要和DOM节点相关的，这个一般来说用于进行数据处理，而不是用于DOM操作。

第二个是数据的类型。实际上在d3内部，如果仅仅是select，此时是没有指定数据类型的，那么这个时候，这个数据类型就是unknown。如果在select后通过链式调用了data或者datum，此时就有了数据类型。

这里给定的数据的类型必须和data或者datum调用的数据的类型一致，否则typescript的严格模式会报错。如果是关闭typescript的strict模式，确实可以关闭掉这个报错，但是我们用typescript不就是为了享受它为我们检查错误吗？所以我从不关闭，发现了错误就去改掉。

第三个是选取的DOM节点的父节点。现实应用中，有时数据是来自父节点的，所以要用到。如果不需要父节点的相关信息，那么可以设定为null。

第四个是选取的DOM节点的父节点的数据类型。如果用到了来自父节点的数据，这里也要匹配。如果没有用到父节点的数据，那么可以设定为undefined。

所以说如果要选取svg根节点，暂时没有指定数据，父节点也不需要，更别提父节点的数据了。那么返回的就是

let svgElement: Ref<SVGSVGElement | null> = ref<SVGSVGElement | null>(null);
let d3svgElement: Selection<SVGSVGElement, unknown, null, undefined>;

这段代码中的第一行是在vue3的单文件组件中，获取DOM节点的方法。第二行则是把DOM节点传递给d3.select后返回的Selection

注意，这里我并没有使用select函数，而是简单的定义了一个变量而已。这是因为在setup阶段，tempelate并没有被编译，DOM并没有生成，所以如果此时用select函数，那么只能返回一个空值。

在DOM已经生成的情况下，就可以使用select函数来进行操作了。

type Vector2d = Array<Array<number> >let nodeSelection: Selection<SVGGElement, unknown, null, undefined> = select<SVGGElement, unknown>(theDOM)
let selectionWithData:Selection<SVGPathElement, Vector2d, null, undefined>=nodeSelection.select<SVGPathElement>("path").datum<Vector2d>(pointsXY)

select函数也是一个typescript模板，而且还是一个多态的模板。

/*** For each selected element, select the first descendant element that matches the specified selector string.* If no element matches the specified selector for the current element, the element at the current index will* be null in the returned selection. If multiple elements match the selector, only the first matching element* in document order is selected. Selection.select does not affect grouping: it preserves the existing group* structure and indexes, and propagates data (if any) to selected children.** If the current element has associated data, this data is propagated to the* corresponding selected element.** The generic represents the type of the descendant element to be selected.** @param selector CSS selector string*/// eslint-disable-next-line @definitelytyped/no-unnecessary-genericsselect<DescElement extends BaseType>(selector: string): Selection<DescElement, Datum, PElement, PDatum>;/*** Create an empty sub-selection. Selection.select does not affect grouping: it preserves the existing group* structure and indexes.*/// eslint-disable-next-line @definitelytyped/no-unnecessary-genericsselect<DescElement extends BaseType>(selector: null): Selection<null, undefined, PElement, PDatum>;/*** For each selected element, select the descendant element returned by the selector function.* If no element is returned by the selector function for the current element, the element at the* current index will be null in the returned selection. Selection.select does not affect grouping:* it preserves the existing group structure and indexes, and propagates data (if any) to selected children.** If the current element has associated data, this data is propagated to the* corresponding selected element.** The generic represents the type of the descendant element to be selected.** @param selector A selector function, which is evaluated for each selected element, in order, being passed the current datum (d),* the current index (i), and the current group (nodes), with this as the current DOM element (nodes[i]).* It must return an element, or null if there is no matching element.*/select<DescElement extends BaseType>(selector: ValueFn<GElement, Datum, DescElement>,): Selection<DescElement, Datum, PElement, PDatum>;

当一个Selection进一步的select时，会调用多态的第一个形态，此时，该模板要给定DOM类型，而且该类型必须和实际select的DOM节点类型一致，否则typescript会报错。

而全新创建一个Selection时，会调用多态的第三个形态。里面有2个变量类型，第一个是所选DOM节点的类型，第二个是数据的类型。DOM类型和实际选择的必须一致。而数据类型可以先保留为unknown等待数据绑定操作，unknown类型是兼容的。

这个多态的第二个形态是创建一个空的Selection，没有太大用处。

而在select之后直接链式操作绑定数据的话，数据类型也要给定，如果给定的数据类型和真实绑定的数据类型不一致的话，typescript会报错。

Selection类的call函数

JavaScript中的call是把函数中的this调整为调用call时参数中的第一个实参，并把调用call时后续的参数作为实参传递给函数。

d3的Selectiong类也有一个call函数

    /*** Invoke the specified function exactly once, passing in this selection along with any optional arguments.* Returns this selection.** @param func A function which is passed this selection as the first argument along with any optional arguments.* @param args List of optional arguments to be passed to the callback function.*/call<Args extends any[]>(func: (selection: Selection<GElement, Datum, PElement, PDatum>, ...args: Args) => void,...args: Args): this;

 call函数的第一个实参是这个被调用的函数，这个函数必须是无返回值的，或者说返回void型

如果这个函数中涉及到this的话，把调用者这个Selection对象作为this传递给这个被call的函数。而且函数中定义的this的类型和Selection的类型必须一致，否则typescript会报错。

call函数的后续实参作为被调用函数的其他实参传入。

Selection对象通过call调用的函数，只执行一次，下次再想执行必须要再次使用call调用。

我一般用这个来处理事件响应，比如点击、拖拽、缩放、平移

ValueFn类

在d3中，很多地方都会允许使用一个函数进行处理。比如说从一组数据里抽出“生日”，然后把“生日”图形呈现出来；或者在select的时候，设定一个条件，满足条件的才选取，不满足条件的忽略；再比如通过attr设定transform属性的内容时，通过一个函数返回这个内容，可以根据数据生成不同的内容以实现更加多变的效果……

这个函数实际上是一个typescript模板

/*** Callback type for selections and transitions*/
export type ValueFn<T extends BaseType, Datum, Result> = (this: T,datum: Datum,index: number,groups: T[] | ArrayLike<T>,
) => Result;

这个模板输入3种类型，并返回一个函数。

输入的三种类型中：

第一种输入类型Basetype和Selection中的Basetype差不多，代表着这个函数作用节点的类型，如果节点类型不匹配，typescript会报错。

第二种输入类型Datum是数据类型。如果数据类型和真实的类型不匹配，typescript也会报错。

第三种输入类型其实是“生成出来的这个函数”的返回值类型，必须要和调用这个函数的位置的需求相匹配。

而返回的这个函数，从模板上看有4个形参和1个返回值。但是4个形参中的第一个是this，实际上也就是调用这个函数的对象，一般来说是Selectiong中的DOM节点。

一般来说ValueFn是只读的，就是说不会修改什么数据，但是理论上确实可以做很多事情，比如说对调用者本身做一些修改。即使对调用者本身不做任何修改，有些时候确实需要调用者的一些信息。

而这三个形参中：

第一个形参是输入的数据

第二个形参是调用者调用时的索引

第三个形参是调用者的数组。

在d3中，在select后通过链式调用data绑定数据后，d3会分析输入数据的数量，并根据这个数量在enter/exit/remove/join函数中调整Selection子节点的数量。比如说输入数据有5条，但是Selection内只有3个path子节点，而链式操作有需要有和输入数据一一对应的path子节点，那么就会通过enter/exit/remove/join自动调整，把path节点增加到5个。这5个path子节点所组成的Array就是这第三个形参。

因为箭头函数的形参中不能包含this，所以有时候我们需要用下面这种方法来定义ValueFn，然后在用到的地方调用

let SymbolTransform: ValueFn<SVGPathElement | BaseType, Vector1d, string> = function (this: SVGPathElement | BaseType,d: Vector1d,i: number,a: Array<BaseType | SVGPathElement> | ArrayLike<BaseType | SVGPathElement>
): string {const x = xScale(d[2]);const y = yScale(d[0]);return `translate(${x},${y})`;
};

注意，在d3v5之前，这个函数的第4个形参不是调用者的Array，而是数据d的Array。所以如果遇到了代码迁移之类的工作，在这里要调整。

事件响应类

D3 6.0 migration guide / D3 | Observable

d3在从v5升级到v6时有很多改变，其中一个重要变化就是事件管理器大幅更新了。

事件响应函数

在d3的Selection类中，有一个on函数，可以通过这个函数对事件绑定一个函数，以此实现事件响应。这个on函数的定义是这样的：

    /*** Return the currently-assigned listener for the specified event typename on the first (non-null) selected element,* if any, If multiple typenames are specified, the first matching listener is returned.** @param typenames The typenames is a string event type, such as click, mouseover, or submit; any DOM event type supported by your browser may be used.* The type may be optionally followed by a period (.) and a name; the optional name allows multiple callbacks to be registered* to receive events of the same type, such as click.foo and click.bar. To specify multiple typenames, separate typenames with spaces,* such as "input change"" or "click.foo click.bar".*/on(typenames: string): ((this: GElement, event: any, d: Datum) => void) | undefined;/*** Remove a listener for the specified event type names. To remove all listeners for a given name,* pass null as the listener and ".foo" as the typename, where foo is the name; to remove all listeners with no name, specify "." as the typename.** @param typenames The typenames is a string event type, such as click, mouseover, or submit; any DOM event type supported by your browser may be used.* The type may be optionally followed by a period (.) and a name; the optional name allows multiple callbacks to be registered* to receive events of the same type, such as click.foo and click.bar. To specify multiple typenames, separate typenames with spaces,* such as "input change"" or "click.foo click.bar".* @param listener null to indicate removal of listener*/on(typenames: string, listener: null): this;/*** Add an event listener for the specified event type names. If an event listener was previously registered for the same typename* on a selected element, the old listener is removed before the new listener is added.** When a specified event is dispatched on a selected node, the specified listener will be evaluated for each selected element.** @param typenames The typenames is a string event type, such as click, mouseover, or submit; any DOM event type supported by your browser may be used.* The type may be optionally followed by a period (.) and a name; the optional name allows multiple callbacks to be registered* to receive events of the same type, such as click.foo and click.bar. To specify multiple typenames, separate typenames with spaces,* such as "input change"" or "click.foo click.bar".* @param listener A listener function which will be evaluated for each selected element,* being passed the current event (event) and the current datum (d), with this as the current DOM element (event.currentTarget).* Listeners always see the latest datum for their element.* Note: while you can use event.pageX and event.pageY directly,* it is often convenient to transform the event position to the local coordinate system of that element that received the event using d3.pointer.* @param options An optional options object may specify characteristics about the event listener, such as wehether it is captures or passive; see element.addEventListener.*/on(typenames: string, listener: (this: GElement, event: any, d: Datum) => void, options?: any): this;

这是一个typescript的多态函数，很明显，第二种多态——不绑定任何相应函数——是最简单的，也是默认的。而第一种是最常用的，也就是绑定一个“有三个形参的函数”，而这个函数：

第一个形参是调用者this，也就是被绑定的Selection对象——也就是DOM节点。

第二个形参是事件，注意这个事件的类型是any，但是实际上必须是d3的event类型的标签字符串。而d3的event一共分为4个大类brush/dispatch/drag/zoom，每个大类还有多个event类型。

第三个形参是数据，就是Selection中绑定的数据，其类型也必须一致，否则typescript会报错。

通过事件响应函数，可以对第三个形参所对应的实参进行操作，比如在drag事件响应函数中，把数据修改为drag事件的x、y坐标。

事件响应函数没有像ValueFn一样有一个单独定义的模板，所以我们只好手动定义。因为这个函数包含了this，所以定义起来稍微有点麻烦，只能使用变量式函数定义法。

let ClickSymbol: (this: SVGPathElement, event: any, d: Vector1d) => void = function (event: MouseEvent,d: Vector1d
): void {console.log(this)
};node.select<SVGGElement>(".symbolElement").selectAll<SVGPathElement, Vector1d>("path").data<Vector1d>(pointsXY).join("path").attr("d", symbol<Vector1d>(symbolCircle, 10)).attr("pointnum", (d: Vector1d, i: number, a: Array<SVGPathElement> | ArrayLike<SVGPathElement>) => i).style("stroke", "black").style("fill", "white").attr("transform", SymbolTransform).on("click", ClickSymbol);

调用的时候用Selection的链式操作，通过on函数调用。

注意pointnum这里调用了一个ValueFn，只不过它是匿名函数定义的，而匿名函数中不可以在形参里用this，所以这里只有3个形参。

Zoom函数

zoom这个词的愿意虽然是缩放，但是d3的zoom却还可以平移。

Zoomable Scatterplot / D3 | Observable

这里有一个典型的zoom应用的例子，虽然是用JavaScript写的，但是其基本思路和typescript并无不同，如果要迁移到typescript，直接加上类型标注基本就可以。

ZoomBehavior是一个模板函数，在Javascript中，函数也是一个对象，可以有自己的属性，函数在运行时也可以调用自己的属性以实现更加复杂多变的功能。模板的两个变量类型，其中第一个是该函数要作用的DOM节点的类型，在typescript内置对象中定一个了一个Element类型，几乎涵盖了所有HTML的DOM类型；第二个是数据类型。也就是对应着Selection对象中DOM节点的类型和绑定的数据的类型。

这个函数是由zoom函数生成的，然后通过链式调用可以修改其内部参数。其中最主要的就是通过on函数增加对zoom事件的响应

let xScale:ScaleLinear<number, number, never> = scaleLinear();
let yScale:ScaleLinear<number, number, never> = scaleLinear();const zoomBeh: ZoomBehavior<Element, unknown> = zoom().scaleExtent([0.5, 32]).on("zoom", (event: D3ZoomEvent<Element, any>, d: unknown): void => {gElement.attr("transform", event.transform.toString());gElement.selectAll("rect").attr("stroke-width", 2 / event.transform.k);event.transform.rescaleX(xScale);event.transform.rescaleY(yScale);});select(plotElement.value as Element).call(zoomBeh).call(zoomBeh.transform, zoomIdentity);

比如说gElement是一个Selection对象，里面包含有一些图形。而我们需要它对zoom事件有所响应，直接通过

gElement.attr("transform", event.transform.toString());

 就可以让它随zoom事件平移和缩放。

而如果说这里面包含的图案中有一些是线条图案，而我们不希望线条的宽度随着缩放而有所变化，也就是说只缩放尺寸，不缩放粗细。就可以这样

gElement.selectAll("rect").attr("stroke-width", 2 / event.transform.k);

这个例子当中的线条图案是rect，如果是其他的图案，比如circle/path之类的，方法类似。

而比例尺也要有针对性的进行调整

event.transform.rescaleX(xScale);
event.transform.rescaleY(yScale);

另外，注意on函数的调用。

就如“事件响应函数”章节所述，on函数的第一个参数是事件类型，是一个字符串，而第二个参数是事件的响应函数。

这个响应函数包含3个形参，但是第一个形参是this，而这里是采用匿名函数的方法直接定义的，所以第一个this就不要写在形参表中，形参表中只有event和d。

而由于on的第一个参数是字符串zoom，所以事件类型也是确定的，这里就是D3ZoomEvent<Element, any>，这里指定事件类型有助于响应函数的编码，因为D3ZoomEvent类有transform成员以及配套的其他函数，编码时编辑器可以高亮提示、自动跳转，typescript也会做代码检查。

最后通过

select(plotElement.value as Element).call(zoomBeh).call(zoomBeh.transform, zoomIdentity);

把zoom函数绑定到对应的DOM元素上，可以看到这个DOM元素是vue3直接操作DOM元素，一旦这个DOM元素上发生了zoom缩放事件，就会响应。

zoomIdentify是d3自带的一个类。 第二个call是对平移进行响应。

Drag函数

Drag函数是一个模板

/*** A D3 Drag Behavior** The first generic refers to the type of element to be dragged.* The second generic refers to the type of the datum of the dragged element.* The third generic refers to the type of the drag behavior subject.** The subject of a drag gesture represents the thing being dragged.* It is computed when an initiating input event is received,* such as a mousedown or touchstart, immediately before the drag gesture starts.* The subject is then exposed as event.subject on subsequent drag events for this gesture.** The default subject is the datum of the element in the originating selection (see drag)* that received the initiating input event; if this datum is undefined,* an object representing the coordinates of the pointer is created.* When dragging circle elements in SVG, the default subject is thus the datum of the circle being dragged.* With Canvas, the default subject is the canvas element’s datum (regardless of where on the canvas you click).* In this case, a custom subject accessor would be more appropriate,* such as one that picks the closest circle to the mouse within a given search radius.*/
export interface DragBehavior<GElement extends DraggedElementBaseType, Datum, Subject> extends Function

和zoom函数不同，drag函数的模板有3个变量类型，其中第一个和第二个和zoom的模板一样代表着调用者的类型和绑定的数据的类型。第三个是drag事件的具体类型。这是因为drag事件包含3个具体类型：start/drag/end，而zoom是单纯的事件类型。

DragBehavior函数通过drag函数生成，并通过链式调用可以修改其内部参数。并最终通过call函数绑定到Selection实例上。

let symbolDragBeh: DragBehavior<SVGPathElement, Vector1d, SubjectPosition | Vector1d>;
symbolDragBeh = drag<SVGPathElement, Vector1d>().on("start", SymbolDragStart).on("drag", SymbolDragMove).on("end", SymbolDragEnd);node.select<SVGGElement>(".symbolElement").selectAll<SVGPathElement, Vector1d>("path").data<Vector1d>(pointsXY).join("path").attr("d", symbol<Vector1d>(symbolCircle, 10)).attr("pointnum", (d: Vector1d, i: number, a: Array<SVGPathElement> | ArrayLike<SVGPathElement>) => i).style("stroke", "black").style("fill", "white").attr("transform", SymbolTransform).on("click", ClickSymbol);.call(symbolDragBeh)

注意，这里click和drag是两个完全不同的事件，要分别绑定，而且绑定的方法不一样。因为drag事件非常复杂，要分为start/drag/end这三个步骤。

而这3个步骤所对应的响应函数则是这样的：

let SymbolDragStart: (this: SVGPathElement, event: MouseEvent, d: Vector1d) => void = function (event, d) {emit('DragChangeCurrentPoint', Number.parseInt(d.getAttribute('pointnum')))
};let SymbolDragMove: (this: SVGPathElement, event: MouseEvent, d: Vector1d) => void = function (event, d) {emit('DragEditPoint', [event.x, event.y])
};
let SymbolDragEnd: (this: SVGPathElement, event: MouseEvent, d: Vector1d) => void = function (event, d) {emit('DragEnd')
};

可以看到，这就是3个常规的事件响应函数，只要按照正常的事件响应函数编写即可。

vue3和d3的集成

直接在template中定义svg的DOM树

首先，最好是在vue3的单文件组件的template中直接定义好DOM树，尤其是svg的树。

市面上很多代码非常乐于利用ts/js在代码中生成DOM树节点，这也是前端进入框架时代以后的绝大多数风格。

这样不是说不行，但是代码运行效率会低一些，尤其是在使用d3的时候会比较敏感。这倒不是说d3会使得这样的代码执行效率更慢，而是因为d3是一个高效的库，一般来讲，用到d3的项目对于运行速度往往比其他项目要求更苛刻。

在vue3大型项目中，可以在单文件组件的template段直接把svg的基本DOM树定义好，然后使用ts来直接操作这些DOM节点，这样会快一些。

在vue3中d3怎样select

模板引用 | Vue.js

根据官方文档，通过ref函数可以获取template中定义好的DOM节点。然后把这个节点直接传给d3的select函数即可。要注意的点是:

1) 因为ref是响应式的，要通过.value属性来获取其本来值。

2) 从语法上讲，ref有可能是null，所以要通过后缀!明确告诉typescript这个值非空

生命周期

根据vue3的官方文档

https://cn.vuejs.org/guide/essentials/lifecycle.html

在beforeMount和mounted这两个钩子中间，DOM被编译并渲染。如果是在template中定义svg的DOM树，那么到了mounted这个钩子的时候，DOM才真实存在；在此之前，不存在。所以如果在不存在的时候select，那就只能返回空的选择集。

所以所有的Selection对象实例都可以在setup阶段定义，但是具体的赋值却必须要等到onMounted()中进行才可以。否则一旦select为空，则后续所有操作都是虚无，最后在渲染完成后，虽然代码执行看起来毫无错误，但是页面上却什么也没有。

当然，如果不在template中定义svg的DOM树，而是通过d3的create/append函数在setup阶段创建svg相关节点，那可以忽略生命周期的影响，不过速度会略微慢一点。

<template><svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" ref="svgElement"></svg>
</template>
import { ref, Ref, onMounted } from "vue";
import { select, Selection } from "d3";let svgElement: Ref<SVGSVGElement | null> = ref<SVGSVGElement | null>(null);
let d3svgElement: Selection<SVGSVGElement, unknown, null, undefined>;onMounted(():void=>{d3svgElement = select(svgElement.value!)
})

在上一篇帖子中

https://blog.csdn.net/silent_missile/article/details/138819959

我用vite创建了一个新的vue3项目，然后把d3代码嵌入其中，并使用了composite api的setup，所以setup中所有的select都没有选中，测试显示代码运行没有任何错误，但是图形就是显示不出来。这是因为如果select目标为空，d3是不会报错的。

然后我用了vite创建了一个新的纯typescript项目，并把DOM用硬编码写在HTML里，就能正确显示。

然后我不再使用template硬编码svg的DOM树，而是采用d3的create/append创建DOM节点作为d3的Selection，这样也没问题。

最终我确认这是vue3的生命周期的问题，并把所有的select移动到onMounted里，这才算解决了这个问题。