echarts的y軸刻度計(jì)算需求實(shí)例分析

這篇“echarts的y軸刻度計(jì)算需求實(shí)例分析”文章的知識點(diǎn)大部分人都不太理解，所以小編給大家總結(jié)了以下內(nèi)容，內(nèi)容詳細(xì)，步驟清晰，具有一定的借鑒價值，希望大家閱讀完這篇文章能有所收獲，下面我們一起來看看這篇“echarts的y軸刻度計(jì)算需求實(shí)例分析”文章吧。

前言

echarts自身的刻度計(jì)算有時候并不好用，例如有時候你希望讓圖表只有5條刻度線，即分成4段，echarts提供了一個參數(shù)叫splitNumber，把splitNumber設(shè)為4可以讓圖表盡量地分成4段，然而當(dāng)數(shù)據(jù)波動較大時，echarts會自動增加分割的段數(shù)，即即使大部分?jǐn)?shù)據(jù)都能正常分出4段刻度，但仍有少部分?jǐn)?shù)據(jù)實(shí)際分出的段數(shù)可能不止4段。如下面這樣：

因此我們得出一個結(jié)論，echarts的splitNumber只是預(yù)估的分割段數(shù)。如果我們需要強(qiáng)制把刻度區(qū)間分為4段，則需要我們自己去寫算法計(jì)算刻度。另外，即使段數(shù)正確的情況下，echarts自動計(jì)算出的刻度也可能存在區(qū)間過大，數(shù)據(jù)差異不明顯的情況，如下面的圖片，因?yàn)榭潭葏^(qū)間太大，導(dǎo)致各個數(shù)據(jù)看起來像是差不多大的，看不出差異：

另外，echarts自動計(jì)算出的刻度也有一些其他的問題，例如當(dāng)圖表在柱狀圖和堆疊圖中切換時，堆疊圖可能出現(xiàn)刻度溢出問題。不過堆疊圖的刻度計(jì)算這里就先不說明了，下面開始正文吧。

算法描述

刻度計(jì)算的算法之前我之前也寫了一版，解決了分割段數(shù)的問題，但是仍無法解決刻度區(qū)間過大的問題。之前那一版算法的主要思想是取近似值，分別取最大值和最小值的最小近似整值得到刻度，雖然不是最優(yōu)的算法，但是在構(gòu)思和調(diào)整算法的時候我也學(xué)到了不少東西，而這一版的算法是在我們技術(shù)老大的點(diǎn)撥下結(jié)合網(wǎng)上的一些文章和項(xiàng)目的需求而寫出來的，算法如下：

要求： 根據(jù)一組數(shù)的最大值、最小值來確定刻度值，確定刻度的最大值maxi、最小值mini和刻度間隔interval。當(dāng)出現(xiàn)異號數(shù)據(jù)時可選擇正負(fù)兩邊刻度是否需要對稱，當(dāng)存在異號數(shù)據(jù)時要求其中一條刻度分割線必須在0刻度上，可以選擇是否允許段數(shù)誤差。

1. 確定分割段數(shù)splitNumber和魔數(shù)數(shù)組magic = [10,15,20,25,30,40,50,60,70,80,90,100];

2. 從目標(biāo)數(shù)組arr中算出最大值max和最小值min，確定初始間隔大小 tempGap = (max-min)/splitNumber;

3. 設(shè)tempGap除以一個倍數(shù)multiple后，剛好處于魔數(shù)數(shù)組的區(qū)間[10,100]中，記錄倍數(shù)multiple;

4. 從魔數(shù)數(shù)組中取出第一個大于tempGap縮放值的魔數(shù)，用 魔數(shù)*multiple當(dāng)做理想刻度間隔(estep)進(jìn)行第一次計(jì)算，計(jì)算出max和min的鄰近刻度maxi和mini，如果允許分割段數(shù)誤差，則直接結(jié)束運(yùn)算，取interval=estep;

5. 當(dāng)刻度需要正負(fù)兩邊對稱且存在異號數(shù)據(jù)時，取maxi和mini中絕對值大的一方，將其相反數(shù)賦值給另外一方，計(jì)算interval=(maxi-mini)/splitNumber，結(jié)束運(yùn)算;

6. 當(dāng)正負(fù)刻度不需要對稱或不存在異號數(shù)據(jù)時，判斷實(shí)際分割段數(shù)是否等于splitNumber，如果不相等，則重新取較大的魔數(shù)進(jìn)行運(yùn)算，當(dāng)魔數(shù)取完或者分割段數(shù)相等時結(jié)束運(yùn)算，得出interval=(maxi-mini)/splitNumber.

上代碼

算法采用javascript語言描述，因?yàn)閳D表的繪制在前端完成。

/*
	刻度計(jì)算算法，基于魔術(shù)數(shù)組 [10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100];
	解釋：魔數(shù)數(shù)組是理想間隔數(shù)組，即我們希望每個刻度的間隔都是魔數(shù)數(shù)組中某個數(shù)的整數(shù)倍。（準(zhǔn)確的來說是整10倍）
*/
//新增，解決js的浮點(diǎn)數(shù)存在精度問題，在計(jì)算出最后結(jié)果時可以四舍五入一次，因?yàn)榭潭忍∫矝]有意義，所以這里忽略設(shè)置精度為8位
function fixedNum(num){
	if((""+num).indexOf('.')>=0) num = parseFloat(num.toFixed(8));
	return num;
}
//1.初始化
var symmetrical = false;//是否要求正負(fù)刻度對稱。默認(rèn)為false，需要時請?jiān)O(shè)置為true
var deviation = false;//是否允許誤差，即實(shí)際分出的段數(shù)不等于splitNumber
var magic = [10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100];//魔數(shù)數(shù)組經(jīng)過擴(kuò)充，放寬魔數(shù)限制避免出現(xiàn)取不到魔數(shù)的情況。
var arr = [1230, 320, 20, 304, 102, 234];//測試數(shù)據(jù)
var max,min,splitNumber;
splitNumber = 4;//理想的刻度間隔段數(shù)，即希望刻度區(qū)間有多少段
max = Math.max.apply(null,arr);//調(diào)用js已有函數(shù)計(jì)算出最大值
min = Math.min.apply(null,arr);//計(jì)算出最小值
//2.計(jì)算出初始間隔tempGap和縮放比例multiple
var tempGap = (max - min) / splitNumber;//初始刻度間隔的大小。
//設(shè)tempGap除以multiple后剛剛處于魔數(shù)區(qū)間內(nèi)，先求multiple的冪10指數(shù)，例如當(dāng)tempGap為120，想要把tempGap映射到魔數(shù)數(shù)組（即處理為10到100之間的數(shù)），則倍數(shù)為10，即10的1次方。
var multiple = Math.floor(Math.log10(tempGap)-1);//這里使用Math.floor的原因是，當(dāng)Math.log10(tempGap)-1無論是正負(fù)數(shù)都需要向下取整。不能使用parseInt或其他取整邏輯代替。
multiple = Math.pow(10,multiple);//剛才是求出指數(shù)，這里求出multiple的實(shí)際值。分開兩行代碼避免有人看不懂
//3.取出鄰近較大的魔數(shù)執(zhí)行第一次計(jì)算
var tempStep = tempGap / multiple;//映射后的間隔大小
var estep;//期望得到的間隔
var lastIndex = -1;//記錄上一次取到的魔數(shù)下標(biāo)，避免出現(xiàn)死循環(huán)
for(var i = 0; i < magic.length;i++){
	if(magic[i]>tempStep){
		estep = magic[i]*multiple;//取出第一個大于tempStep的魔數(shù)，并乘以multiple作為期望得到的最佳間隔
		break;
	}
}
//4.求出期望的最大刻度和最小刻度，為estep的整數(shù)倍
var maxi,mini;
function countDegree(estep){
	//這里的parseInt是我無意中寫出來的，本來我是想對maxi使用Math.floor，對mini使用Math.ceil的。這樣能向下取到鄰近的一格，不過后面發(fā)現(xiàn)用parseInt好像畫出來圖的比較好看
	maxi = parseInt(max/estep+1) * estep;//最終效果是當(dāng)max/estep屬于(-1,Infinity)區(qū)間時，向上取1格，否則取2格。
	mini = parseInt(min/estep-1) * estep;//當(dāng)min/estep屬于(-Infinity,1)區(qū)間時，向下取1格，否則取2格。
	//如果max和min剛好在刻度線的話，則按照上面的邏輯會向上或向下多取一格
	if(max===0) maxi = 0;//這里進(jìn)行了一次矯正，優(yōu)先取到0刻度
	if(min===0) mini = 0;
	if(symmetrical&&maxi*mini<0){//如果需要正負(fù)刻度對稱且存在異號數(shù)據(jù)
		var tm = Math.max(Math.abs(maxi),Math.abs(mini));//取絕對值較大的一方
		maxi = tm;
		mini = -tm;
	}
}
countDegree(estep);
if(deviation){//如果允許誤差，即實(shí)際分段數(shù)可以不等于splitNumber，則直接結(jié)束
	var interval = fixedNum(estep);
	console.log(maxi,mini,interval);
	return;
}
//5.當(dāng)正負(fù)刻度不對稱且0刻度不在刻度線上時，重新取魔數(shù)進(jìn)行計(jì)算//確保其中一條分割線剛好在0刻度上。
else if(!symmetrical||maxi*mini>0){
	outter:do{
		//計(jì)算模擬的實(shí)際分段數(shù)
		var tempSplitNumber = Math.round((maxi-mini)/estep);
		//當(dāng)趨勢單調(diào)性發(fā)生變化時可能出現(xiàn)死循環(huán)，需要進(jìn)行校正
		if((i-lastIndex)*(tempSplitNumber-splitNumber)<0){//此處檢查單調(diào)性變化且未取到理想分段數(shù)
			//此處的校正基于合理的均勻的魔數(shù)數(shù)組，即tempSplitNumber和splitNumber的差值較小如1和2，始終取大刻度
			while(tempSplitNumber<splitNumber){//讓maxi或mini增大或減少一個estep直到取到理想分段數(shù)
				if((mini-min)<=(maxi-max)&&mini!=0||maxi==0){//在盡量保留0刻度的前提下，讓更接近最值的一邊擴(kuò)展一個刻度
					mini-=estep;
				}else{
					maxi+=estep;
				}
				tempSplitNumber++;
				if(tempSplitNumber==splitNumber)
					break outter;
			}
		}
		//當(dāng)魔數(shù)下標(biāo)越界或取到理想分段數(shù)時退出循環(huán)
		if(i>=magic.length-1|| i<=0 || tempSplitNumber==splitNumber) break;
		//記錄上一次的魔數(shù)下標(biāo)
		lastIndex = i;
		//嘗試取符合趨勢的鄰近魔數(shù)
		if(tempSplitNumber>splitNumber) estep = magic[++i]*multiple;
		else estep = magic[--i]*multiple;
		//重新計(jì)算刻度
		countDegree(estep);
	}while(tempSplitNumber!=splitNumber);
}
//6.無論計(jì)算始終把maxi-mini分成splitNumber段，得到間隔interval。不過前面的算法已經(jīng)盡量的保證刻度最優(yōu)了，即interval接近或等于理想刻度estep。
maxi = fixedNum(maxi);
mini = fixedNum(mini);
var interval = fixedNum((maxi-mini)/splitNumber);
console.log(maxi,mini,interval);

代碼運(yùn)行效果

1.如果不處理小數(shù)誤差，且強(qiáng)制分為4段，出來的效果是這樣的（20190722版）：

2.處理了小數(shù)誤差，并允許刻度誤差出來的效果是這樣的(20190723版)

可以看出：

1. 采用基于魔數(shù)數(shù)組的新算法計(jì)算出的刻度區(qū)間是緊挨著最大值和最小值的，算是差強(qiáng)人意。

2. js中浮點(diǎn)數(shù)的精度問題是我們在設(shè)計(jì)一些通用性的算法時需要注意的，圖片右邊可以看到，當(dāng)數(shù)據(jù)幅度較小時，算出的min和interval是存在誤差的。

3. 圖片左邊的刻度的精確度處理是我寫的邏輯，當(dāng)數(shù)據(jù)為非純小數(shù)時最多只精確到3位小數(shù)，純小數(shù)時精確到8位，避免出現(xiàn)刻度過長，echarts并沒有自帶這個功能。
   再附上一張存在異號數(shù)據(jù)時的效果和一張需要正負(fù)刻度對稱的效果

可以看出：

• 正負(fù)刻度不對稱且其中一條分割線剛好在0刻度上

• y軸刻度的40K其實(shí)是40000的縮寫，算法也是要自己寫的，echarts沒有提供這個功能。

ts版本(2021/3/10補(bǔ)充)

export interface ScaleOption {
    /**
     * 數(shù)據(jù)最大值
     *
     * @type {(number | null)}
     * @memberof ScaleOption
     */
    max: number | null;
    /**
     * 數(shù)據(jù)最小值
     *
     * @type {(number | null)}
     * @memberof ScaleOption
     */
    min: number | null;
    /**
     * 預(yù)期分成幾個區(qū)間
     *
     * @type {number}
     * @memberof ScaleOption
     */
    splitNumber?: number;
    /**
     * 存在異號數(shù)據(jù)時正負(fù)區(qū)間是否需要對稱
     *
     * @type {boolean}
     * @memberof ScaleOption
     */
    symmetrical?: boolean;
    /**
     * 是否允許實(shí)際分成的區(qū)間數(shù)有誤差
     *
     * @type {boolean}
     * @memberof ScaleOption
     */
    deviation?: boolean;
    /**
     * 是否優(yōu)先取到0刻度
     *
     * @type {boolean}
     * @memberof ScaleOption
     */
    preferZero?: boolean;
}
export interface ScaleResult {
    max?: number;
    min?: number;
    interval?: number;
    splitNumber?: number;
}

// 雙精度浮點(diǎn)數(shù)有效數(shù)字為15位
const maxDecimal = 15;
/**
 * 解決js的浮點(diǎn)數(shù)存在精度問題，在計(jì)算出最后結(jié)果時可以四舍五入一次，刻度太小也沒有意義
 *
 * @export
 * @param {(number | string)} num
 * @param {number} [decimal=8]
 * @returns {number}
 */
export function fixedNum(num: number | string, decimal: number = maxDecimal): number {
    let str: string = "" + num;
    if (str.indexOf(".") >= 0) str = Number.parseFloat(str).toFixed(decimal);
    return Number.parseFloat(str);
}

/**
 * 判斷非Infinity非NaN的number
 *
 * @export
 * @param {*} num
 * @returns {num is number}
 */
export function numberValid(num: any): num is number {
    return typeof num === "number" && Number.isFinite(num);
}

/**
 * 計(jì)算理想的刻度值，刻度區(qū)間大小一般是[10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100]中某個數(shù)字的整10倍
 *
 * @export
 * @param {ScaleOption} option
 * @returns {ScaleResult}
 */
export function scaleCompute(option: ScaleOption): ScaleResult {
    option = {
        max: null,
        min: null,
        splitNumber: 4, // splitNumber建議取4或者5等這種容易被整除的數(shù)字
        symmetrical: false,
        deviation: false,
        preferZero: true,
        ...option,
    };
    const magics: number[] = [10, 15, 20, 25, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150]; // 加入150形成閉環(huán)
    // tslint:disable-next-line: prefer-const
    let { max : dataMax, min: dataMin, splitNumber, symmetrical, deviation, preferZero } = option;
    if (!numberValid(dataMax) || !numberValid(dataMin) || dataMax < dataMin) {
        return { splitNumber };
    } else if (dataMax === dataMin && dataMax === 0) {
        return {
            max: fixedNum(magics[0] * splitNumber),
            min: dataMin,
            interval: magics[0],
            splitNumber,
        };
    } else if (dataMax === dataMin) {
        preferZero = true;
    }
    if (!numberValid(splitNumber) || splitNumber <= 0) splitNumber = 4;
    if (preferZero && dataMax * dataMin > 0) {
        if (dataMax < 0) dataMax = 0;
        else dataMin = 0;
    }
    const tempGap: number = (dataMax - dataMin) / splitNumber;
    let multiple: number = Math.floor(Math.log10(tempGap) - 1); // 指數(shù)
    multiple = Math.pow(10, multiple);
    const tempStep: number = tempGap / multiple;
    let expectedStep: number = magics[0] * multiple;
    let storedMagicsIndex: number = -1;
    let index: number; // 當(dāng)前魔數(shù)下標(biāo)
    for (index = 0; index < magics.length; index++) {
        if (magics[index] > tempStep) {
            expectedStep = magics[index] * multiple; // 取出第一個大于tempStep的魔數(shù)，并乘以multiple作為期望得到的最佳間隔
            break;
        }
    }
    let axisMax: number = dataMax;
    let axisMin: number = dataMin;
    function countDegree(step: number): void {
        axisMax = parseInt("" + (dataMax / step + 1)) * step; // parseInt令小數(shù)去尾 -1.8 -> -1
        axisMin = parseInt("" + (dataMin / step - 1)) * step;
        if (dataMax === 0) axisMax = 0; // 優(yōu)先0刻度
        if (dataMin === 0) axisMin = 0;
        if (symmetrical && axisMax * axisMin < 0) {
            const tm: number = Math.max(Math.abs(axisMax), Math.abs(axisMin));
            axisMax = tm;
            axisMin = -tm;
        }
    }
    countDegree(expectedStep);
    if (deviation) {
        return {
            max: fixedNum(axisMax),
            min: fixedNum(axisMin),
            interval: fixedNum(expectedStep),
            splitNumber: Math.round((axisMax - axisMin) / expectedStep),
        };
    } else if (!symmetrical || axisMax * axisMin > 0) {
        let tempSplitNumber: number;
        out: do {
            tempSplitNumber = Math.round((axisMax - axisMin) / expectedStep);
            if ((index - storedMagicsIndex) * (tempSplitNumber - splitNumber) < 0) { // 出現(xiàn)死循環(huán)
                while (tempSplitNumber < splitNumber) {
                    if ((axisMin - dataMin <= axisMax - dataMax && axisMin !== 0) || axisMax === 0) {
                        axisMin -= expectedStep;
                    } else {
                        axisMax += expectedStep;
                    }
                    tempSplitNumber++;
                    if (tempSplitNumber === splitNumber) break out;
                }
            }
            if (index >= magics.length - 1 || index <= 0 || tempSplitNumber === splitNumber) break;
            storedMagicsIndex = index;
            if (tempSplitNumber > splitNumber) expectedStep = magics[++index] * multiple;
            else expectedStep = magics[--index] * multiple;
            countDegree(expectedStep);
        } while (tempSplitNumber !== splitNumber);
    }
    axisMax = fixedNum(axisMax);
    axisMin = fixedNum(axisMin);
    const interval: number = fixedNum((axisMax - axisMin) / splitNumber);
    return {
        max: axisMax,
        min: axisMin,
        interval,
        splitNumber,
    };
}

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