d3-array

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2023-12-01

JavaScript 中的数据通常由一个数组来表示, 所以当可视化或分析数据时往往也会操作数组. 常见的数组操作包括切片, 过滤, 遍历等等. JavaScript 本身支持的数组操作可以参考这里.

JavaScript 中 修改数组自身 的方法:

array.pop - 移除最后一个元素.
array.push - 追加一个或多个元素.
array.reverse - 数组翻转.
array.shift - 移除第一个元素.
array.sort - 排序.
array.splice - 添加或者移除.
array.unshift - 在数组前添加一个或多个元素.

JavaScript 中数组的 存取方法 :

array.concat - 将数组与数组或值合并.
array.join - 只用指定的字符串将数组转为一个字符串.
array.slice - 提取切片.
array.indexOf - 找出指定元素的索引.
array.lastIndexOf - 找出指定元素的最后一个索引.

JavaScript 中数组的 迭代方法 :

array.filter - 过滤.
array.forEach - 对每个元素执行某个方法.
array.every - 是否每个元素都符合给定的条件.
array.map - 根据指定的操作对每个元素执行后返回一个新的数组.
array.some - 是否存在符合某个条件的元素.
array.reduce - 从左到右执行 reduce 操作并返回一个值.
array.reduceRight - 从右到左执行 reduce 操作并返回一个值.

Installing

NPM 安装: npm install d3-array. 或者下载 latest release. 也可以直接从 d3js.org 以 standalone library 或作为 D3 4.0 的一部分载入. 支持 AMD, CommonJS 以及最基本的标签引入形式, 如果使用标签引入会暴露全局 d3 变量:

<script src="https://d3js.org/d3-array.v1.min.js"></script>
<script>

var min = d3.min(array);

</script>

在浏览器中测试 d3-array .

API Reference

Statistics
基本的统计类方法.
d3.min(array[, accessor]) <源码>
对指定的 array 进行自然排序返回最小值. 如果数组为空则返回 undefined. 可选的参数 accessor 可以用来自定义如何访问数组中的元素. accessor 将会被传递给 map 以在数组的每个元素上进行调用, 返回值将会被作为对比依据.
与内置的 Math.min 不同, 这个方法可以忽略 undefined, null 和 NaN 等特殊值. 在可视化中用来忽略缺失数据是很有用的. 需要注意的是, 对比是以自然排序进行的, 而非数值对比. 比如对字符串 ['20', '3'] 进行 min 操作返回 20, 而对数值 [20, 3] 进行 min 操作则返回 3.
See also scan and extent.
d3.max(array[, accessor]) <源码>
对指定的 array 进行自然排序返回最大值. 如果数组为空则返回 undefined. 可选的参数 accessor 可以用来自定义如何访问数组中的元素. accessor 将会被传递给 map 以在数组的每个元素上进行调用, 返回值将会被作为对比依据.
与内置的 Math.max 不同, 这个方法可以忽略 undefined, null 和 NaN 等特殊值. 在可视化中用来忽略缺失数据是很有用的. 需要注意的是, 对比是以自然排序进行的, 而非数值对比. 比如对字符串 ['20', '3'] 进行 max 操作返回 '3', 而对数值 [20, 3] 进行 max 操作则返回 20.
请参阅 scan 和 extent.
d3.extent(array[, accessor]) <源码>
使用自然排序返回指定数组的最小值和最大值. 如果数组为空, 则返回 [undefined, undefined]. 可选的 accessor 可以用来指定数组元素的访问方式, 如果指定了 accessor 则在获取最值前会通过 array.map(accessor) 进行计算.
d3.sum(array[, accessor]) <源码>
对指定的 array 计算和. 如果数组为空则返回 0, 可选的 accessor 可以用来指定数组元素的访问方式, 如果指定了 accessor 则在求和前会通过 array.map(accessor) 进行计算. 在忽略 undefined 和 NaN 时 accessor 很有用.
d3.mean(array[, accessor]) <源码>
对指定的数组返回数组的均值. 如果数组为空则返回 undefined. 如果指定了 accessor 则相当于在计算之前调用了 array.map(accessor). 这个方法会忽略 undefined 和 NaN. 在忽略缺失值时指定 accessor 会很有用.
d3.median(array[, accessor]) <源码>
对指定的数组使用 R-7 方法返回数组的中位数. 如果数组为空则返回 undefined. 如果指定了 accessor 则相当于在计算之前调用了 array.map(accessor). 这个方法会忽略 undefined 和 NaN.
d3.quantile(array, p[, accessor]) <源码>
返回指定 有序数组 的 p-分位数, p 是 [0, 1] 之间的小数. 例如中位数相当于 p = 0.5, 使用 p = 0.25 计算第一个四分位数, p = 0.75 表示第三个四分位数. 这个方法也使用 R-7 方法. 例如:
```
var a = [0, 10, 30];
d3.quantile(a, 0); // 0
d3.quantile(a, 0.5); // 10
d3.quantile(a, 1); // 30
d3.quantile(a, 0.25); // 5
d3.quantile(a, 0.75); // 20
d3.quantile(a, 0.1); // 2
```
如果指定了 accessor 则相当于在计算之前调用了 array.map(accessor).
d3.variance(array[, accessor]) <源码>
根据指定的数组返回 unbiased estimator of the population variance(无偏估计方差). 如果数组中包含的元素个数小于 2 则返回 undefined. 如果指定了 accessor 则相当于在计算之前调用了 array.map(accessor). 这个方法忽略了 undefined 和 NaN. 在忽略缺失数据时会很有用.
d3.deviation(array[, accessor]) <源码>
返回数组的标准差, 标准差定义为 Search
查找类方法.
d3.scan(array[, comparator]) <源码>
对指定的数组执行线性扫描, 根据指定的比较器返回最小元素的索引. 如果给定的数组中没有可比较的元素 ( 比如比较时返回 NaN ) 则返回 undefined. 如果没有指定 comparator 则默认为 ascending(升序), 例如:
```
var array = [{foo: 42}, {foo: 91}];
d3.scan(array, function(a, b) { return a.foo - b.foo; }); // 0
d3.scan(array, function(a, b) { return b.foo - a.foo; }); // 1
```
这个方法类似于 min, 但是使用的是比较器而不是访问器并且返回的是索引而不是元素值. 参考 bisect.
d3.bisectLeft(array, x[, lo[, hi]]) <源码>
返回指定的 x 在已有 array 中的插入位置并保证依然有序. lo 和 hi 参数用来在 array 中指定一个查找子集以在寻找插入点时只考虑子集. 默认情况下考虑所有的元素. 如果 x 已经存在原有的数组中, 则插入点会在已有的元素前面(在已有元素的左侧). 返回值可以用来对数组进行 splice 操作. 返回的值将原数组分为两部分, 假设 v 为原数组中的值, 则 v < x 的值包含在 array.slice(lo, i) 中(左半部分), v >= x 的值包含在 array.slice(i, hi) 中(右半部分).
d3.bisect(array, x[, lo[, hi]]) <源码>
d3.bisectRight(array, x[, lo[, hi]]) <源码>
与 bisectLeft 操作类似, 但是遍历方向是自右向左, 如果 x 和 array 中的值一样则插入点会定位在已有元素的右侧. 返回的插入点会将原数组分为两部分: v <= x 的值会包含在 array.slice(lo, i) 中(左侧半部分), v > x 包含在 array.slice(i, hi) 中(右半部分).
d3.bisector(accessor) <源码>
d3.bisector(comparator) <源码>
根据指定的 accessor 或 comparator 返回一个新的二分查找对象. 这个方法可以被用来二等分对象数组, 而不会仅仅局限于基本的数组(基础数据类型组成的数组). 可以看做是 bisect 的补充. 例如给定一下对象数组:
```
var data = [
  {date: new Date(2011, 1, 1), value: 0.5},
  {date: new Date(2011, 2, 1), value: 0.6},
  {date: new Date(2011, 3, 1), value: 0.7},
  {date: new Date(2011, 4, 1), value: 0.8}
];
```
可以指定一个适当的划分函数:
```
var bisectDate = d3.bisector(function(d) { return d.date; }).right;
```
等价于指定一个比较器:
```
var bisectDate = d3.bisector(function(d, x) { return d.date - x; }).right;
```
然后以 bisectDate(array, date) 的形式调用, 返回一个索引值. 请注意, 比较器总是传递需要检索的值 x 作为第二个参数. 使用比较器而不是访问器则可以将自定义排序规则, 比如使用降序而不是升序来查找索引位置.
bisector.left(array, x[, lo[, hi]]) <源码>
等价于 bisectLeft, 但是使用的是 bisector 的访问比较器.
bisector.right(array, x[, lo[, hi]]) <源码>
等价于 bisectRight, 但是使用的是 bisector 的访问比较器.
d3.ascending(a, b) <源码>
如果 a 小于 b 则返回 -1, 如果 a 大于 b 返回 1 否则返回 0. 这是自然排序的比较器, 可以与内置的 array.sort 一起使用使用以安装升序排列元素. 内部实现为:
```
function ascending(a, b) {
  return a < b ? -1 : a > b ? 1 : a >= b ? 0 : NaN;
}
```
请注意, 如果没有为内置的排序函数指定比较器则会默认安装字典顺序排序, 会导致想不到的排序结果.
d3.descending(a, b) <源码>
如果 a 大于 b 则返回 -1, 如果 a 小于 b 返回 1 否则返回 0. 这是自然排序的比较器, 可以与内置的 array.sort 一起使用使用以安装降序排列元素. 内部实现为:
```
function descending(a, b) {
  return b < a ? -1 : b > a ? 1 : b >= a ? 0 : NaN;
}
```
请注意, 如果没有为内置的排序函数指定比较器则会默认安装字典顺序排序, 会导致想不到的排序结果.
Transformations
数组变换类方法, 生成新的数组
d3.cross(a, b[, reducer]) <源码>
返回两个数组 a 和 b 的 Cartesian product(笛卡尔积), 对于 a 中的每个元素 i 以及数组 b 中的每个元素 j, 有序的调用指定的 reducer 函数, 元素 i 和 j 作为 reducer 的两个参数. 如果没有指定 reducer 则默认为每一个组创建一个包含两个元素的二元数组:
```
function pair(a, b) {
  return [a, b];
}
```
例如:
```
d3.cross([1, 2], ["x", "y"]); // returns [[1, "x"], [1, "y"], [2, "x"], [2, "y"]]
d3.cross([1, 2], ["x", "y"], (a, b) => a + b); // returns ["1x", "1y", "2x", "2y"]
```
d3.merge(arrays) <源码>
将指定的一系列 arrays 合并为一个单独的数组. 这个方法与内置的 concat 方法类似, 但是当你有一个数组的数组时会更方便:
```
d3.merge([[1], [2, 3]]); // returns [1, 2, 3]
```
d3.pairs(array[, reducer]) <源码>
对数组中的每两个相邻的元素, 一次调用指定的 reducer 函数并传递当前的两个元素 i 和 i -1. 如果没有指定 reducer 则默认为每一个组合创建一个二元数组:
```
function pair(a, b) {
  return [a, b];
}
```
例如:
```
d3.pairs([1, 2, 3, 4]); // returns [[1, 2], [2, 3], [3, 4]]
d3.pairs([1, 2, 3, 4], (a, b) => b - a); // returns [1, 1, 1];
```
如果指定的数组中元素小于两个则返回一个空数组.
d3.permute(array, indexes) <源码>
使用指定的 indexes 数组返回重新排列后的 array. 返回的数组包含原数组对应索引的元素. 比如 permute(["a", "b", "c"], [1, 2, 0]) 返回 ["b", "c", "a"]. indexes 的长度可以与 array 的长度可以不一致, 并且可以接受重复索引值或忽略某些索引值.
这个方法可以将对象中的属性按照一定次序提取到数组中. 按顺序提取值可以用于生成嵌套选择的数据数据. 比如:
```
var object = {yield: 27, variety: "Manchuria", year: 1931, site: "University Farm"},
    fields = ["site", "variety", "yield"];

d3.permute(object, fields); // returns ["University Farm", "Manchuria", 27]
```
d3.shuffle(array[, lo[, hi]]) <源码>
使用 Fisher–Yates shuffle 算法将数组的顺序随机打乱.
d3.ticks(start, stop, count) <源码>
在 start 和 stop (包含)之间返回大约 count + 1 个等间隔的数组序列, 每个值都是 10 的 1, 2 或 5 的次幂. 参考 d3.tickIncrement, d3.tickStep 和 linear.ticks.
当且仅当精确时可能包含指定的起始值. 更确切的说, 每个返回的打点值 t 都满足 start ≤ t 和 t ≤ stop.
d3.tickIncrement(start, stop, count) <源码>
与 d3.tickStep 类似, 但是要求 start 总是小于等于 step, 如果给定的 start, stop 以及 count 计算出来的步长小于 1 时则对步长求反. 这个方法始终保持返回整数, 并且被 d3.ticks 使用以避免生成不精确的浮点数. 与 d3.tickStep 类似，除了要求 start 始终小于或等于 step，如果根据给定的 start, stop 和 count 计算出来的 tick 步长小于 1 则返回负值. 这个方法永远保证返回一个整数提供给 d3.ticks, 避免浮点数达到精确表示的目的.
d3.tickStep(start, stop, count) <源码>
返回刻度之间的差值, 差值将相同的参数传递给 d3.ticks 时相邻的两个刻度之间的差值: 会计算一个 10 的 1, 2 或 5 的次幂的舍入值. 要注意的是因为 IEEE 754 浮点数的存储原因, 返回的值可能不精确. 使用 d3-format 可以将其转换为人类友好的值.
d3.range([start, ]stop[, step]) <源码>
返回一个等差数列数组, 类似于 Python 的内置 range. 这个方法常用来生成间隔一致的数值, 比如数组的索引或者线性比例尺的刻度等. (参考 d3.ticks).
如果没有指定 step 则默认为 1. 如果没有指定 start 则默认为 0. stop 值是唯一的, 它不会被包含在结果数组中. 如果 step 为正, 则最后一个值为 start + i * step 且小于 stop；如果 step 为负, 则最后一个值最小为 start + i * step 且大于 stop. 如果计算结果包含无穷大数值则会返回一个空数组.
这个方法不要求参数必须为整数. 但是如果为整数的话结果会更好预测. 返回的值可以根据 start + i * step 推算出来. 但是为小数的话可能会因为浮点数存储出现如下情况:
```
d3.range(0, 1, 0.2) // [0, 0.2, 0.4, 0.6000000000000001, 0.8]
```
上述情况是因为 IEEE 754 双精度浮点数的存储导致的, 可以使用 d3-format 将其转换为人类友好的格式. 参考 d3-scale 中的 linear.tickFormat.
如果期望返回的数组的长度固定时, 可以考虑使用 array.map 来实现, 比如:
```
d3.range(0, 1, 1 / 49); // BAD: returns 50 elements!
d3.range(49).map(function(d) { return d / 49; }); // GOOD: returns 49 elements.
```
d3.transpose(matrix) <源码>
使用 zip 操作作为二维 matrix transpose(矩阵转置).
d3.zip(arrays…) <源码>
返回一个数组的数组, 其中第 i 个数组包含来自每个参数数组的第 i 个元素. 返回的数组的长度被截断为数组中最短的数组. 如果 arrays 只包含一个数组, 则返回的数组包含一个元素的数组. 没有参数时, 返回的数组是空的.
```
d3.zip([1, 2], [3, 4]); // returns [[1, 3], [2, 4]]
```
Histograms
直方图经常用来将大量的离散的值统计成相邻的少量的不重叠的区间. 直方图经常用来可视化离散的数值的分布情况.
d3.histogram() <源码>
使用默认的设置构建一个新的直方图生成器.
histogram(data) <源码>
根据指定的 data 样本计算直方图. 返回一个 bins (分箱)数组, 每个分箱都是一个包含一组来自 data 的数据的数组. 分箱的 length 属性用来表示当前分箱中包含输入数据的个数, 每个分箱还包含两个f附加属性:
- x0 - 当前分箱的最小值(包含).
- x1 - 当前分箱的最大值(不包含, 除非是最后一个分箱).
histogram.value([value]) <源码>
如果指定了 value 则表示设置值访问器为指定的函数并返回当前的直方图生成器. 如果没有指定 value 则返回当前的值访问器, 默认为一个恒等函数(返回元素自身).
当直方图被 generated 时, 值访问器会在输入数据的每个元素上一次调用, 并传递当前的元素 d, 索引 i 以及原始输入数据 data. 默认情况下直方图假设输入数据是可排序的(可比较的), 比如数值或时间, 当输入数据中的元素不可比较时应该制定访问器并返回一个可比较的值.
这类似于在对数据进行分组前将原数据映射到一个值, 但是能将输入数据与返回的分箱进行关联从而方便的根据数据的其他字段生成直方图.
histogram.domain([domain]) <源码>
如果指定了 domain 则设置当前直方图生成器的输入区间为指定的 domain 并返回直方图生成器. 如果没有指定 domain 则返回当前的输入区间, 默认为 extent. 直方图的输入区间由数组 [min, max] 定义. min 表示直方图生成器可以读取的最小值, max 表示直方图生成器可以读取到的最大值. 任何不属于 [min, max] 的值将会被忽略.
例如, 如果结合 linear scale x 来生成直方图时, 可以如下定义:
```
var histogram = d3.histogram()
    .domain(x.domain())
    .thresholds(x.ticks(20));
```
然后通过如下方法获取分箱:
```
var bins = histogram(numbers);
```
输入区间访问器会在经过计算之后的 Histogram Thresholds
这些方法通常不能直接使用, 需要将其传递给 histogram.thresholds 来使用. 你也可以实现自己的阈值生成器函数(会传入三个参数): 输入数据的 values, 由 min 和 max 表示的可观测区间. 阈值生成器需要返回阈值数组或者分箱的 count, 如果返回的是 count 则最后生成的分箱个数会近似等于 count, 参考 ticks.
d3.thresholdFreedmanDiaconis(values, min, max) <源码>
根据 Freedman–Diaconis rule 返回分箱的个数, 输入数据的 value 必须为数值类型.
d3.thresholdScott(values, min, max) <源码>
根据 Scott’s normal reference rule 返回分箱的个数, 输入数据的 value 必须为数值类型.
d3.thresholdSturges(values) <源码>
根据 Sturges’ formula 返回分箱的个数, 输入数据的 value 必须为数值类型.

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API Reference

Transformations

Histograms