Echarts–力引导布局

Echarts作为国内广泛使用的数据可视化库，不仅提供了丰富的图表类型，还能通过灵活的配置来满足复杂的数据展示需求。其中力引导布局（Force-Directed Layout）是Echarts在关系数据可视化方面的一个重要功能，它通过模拟物理中的力学原理来自动排列节点（Node）和边（Edge），形成直观和美观的网络结构。

力引导布局的原理

力引导布局通过模拟引力和斥力的原理来安排节点的位置。在这样的布局中，连接的节点之间存在着类似于弹簧的吸引力，而所有的节点则因为类似于电荷的原因相互排斥。通过迭代这些力的作用，直到系统能量最小化，从而达到布局的平衡，节点的位置也就自然形成了一种优雅的分布。

Echarts中力引导布局的应用

在Echarts中，实现力引导布局可以通过配置graph图表类型，并将layout属性设置为force来完成。与此同时，开发者可以配置force属性内的参数，例如节点间斥力repulsion和边的长度edgeLength，以调节布局效果。

以下是力引导布局的实现示例，结合实际代码对其步骤进行详细的解析：

// 创建节点的方法，参数为节点数量
function createNodes(count) {
  var nodes = [];
  for (var i = 0; i < count; i++) {
    nodes.push({
      id: i.toString()
    });
  }
  return nodes;
}

// 创建边的方法，参数为边数（即节点数）
function createEdges(count) {
  var edges = [];
  if (count === 2) { // 特殊情况：两个节点仅形成一条边
    return [[0, 1]];
  }
  // 形成一个闭环
  for (var i = 0; i < count; i++) {
    edges.push([i, (i + 1) % count]);
  }
  return edges;
}

// 初始化数据集合
var datas = [];
for (var i = 0; i < 16; i++) {
  datas.push({
    nodes: createNodes(i + 2),
    edges: createEdges(i + 2)
  });
}

// Echarts的配置项
var option = {
  series: datas.map(function (item, idx) {
    // 返回每个节点配置的数组
    return {
      type: 'graph',
      layout: 'force',
      animation: false,
      data: item.nodes,
      left: (idx % 4) * 25 + '%',
      top: Math.floor(idx / 4) * 25 + '%',
      width: '25%',
      height: '25%',
      force: {
        repulsion: 60,
        edgeLength: 2
      },
      edges: item.edges.map(function (e) {
        return {
          source: e[0].toString(),
          target: e[1].toString()
        };
      })
    };
  })
};

在以上代码中，通过createNodes和createEdges两个函数分别生成节点数据和边数据。接着初始化datas数组，用于存储不同数量节点的图形数据。然后，在option配置对象中，通过map遍历datas，为每个数据集生成一个图形序列配置。

其中，layout: 'force'即指定了图形序列的布局方式为力引导布局，而force配置对象则进一步定义了力的参数，例如repulsion设置节点间的斥力大小，edgeLength设置边的长度（实际影响是节点间的距离）。

力引导布局的自定义调节

在Echarts中使用力引导布局时，为了达到最优的可视化效果，通常需要根据实际情况调整力学模型的相关参数。

• 节点间斥力（repulsion）：该参数控制着节点之间的排斥力的强度，数值越大，节点之间的距离就越远。
• 边的长度（edgeLength）：表示连接节点的边的目标长度，调整该参数会对节点的间距和布局密集度产生影响。

使用上述方法，开发者不仅能够快速实现一个力引导布局，还可以自定义布局风格，以满足不同的可视化需求。

结语

力引导布局是一种动态且直观的关系数据展示方式，在众多领域如社交网络分析、知识图谱展示、互联网结构分析等有着广泛的应用。通过Echarts的强大功能和灵活性，可以无缝地将复杂的关系数据转化为视觉上引人入胜的图形表现。

学习和掌握Echarts中力引导布局的绘制方法，不但可以增强个人的数据可视化技术造诣，更能够在实践中提升数据交互和表达的质量，从而为用户带来清晰而深刻的数据洞察。

原文链接：https://juejin.cn/post/7319689232841523251 作者：前端可视化砖家