JavaScript SVG分叉树

叁歲伎倆 2022-07-11 00:26 191阅读 0赞

# 使用 SVG 做一个树的动画 #

<!DOCTYPE html>
    <html>
    	<head>
    		<meta charset="utf8" />
    		<title>SVG Fractal Tree</title>
    		<style type="text/css">
    			body {
    				/* 背景是银色,注意CSS中仅"多行注释"这一种注释有效 */
    				background-color: silver;
    			}
    			svg {
    				border: 1px dashed black;
    			}
    			svg line {
    				stroke: black;
    				stroke-width: .05;
    			}
    		</style>
    	</head>
    	<body>
    		
    		<svg xmlns="http://www.w3.org/2000/svg"
    			xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"
    			id="svg" width="100" height="100" >
    			<defs id="defs">
    				<line id="stem" x1="0" y1="0" x2="0" y2="-1" />
    			</defs>
    		</svg>
    		<script type="text/javascript">
    			//SVG 名空间
    			var xmlns_svg = "http://www.w3.org/2000/svg";
    			//xlink 名空间
    			var xmlns_xlink = "http://www.w3.org/1999/xlink";
    			
    			var svg = document.getElementById("svg");
    			var defs = document.getElementById("defs");
    			
    			//茎ID
    			var stemId = "stem";
    			//树ID
    			var treeId = "tree";
    			
    			//树的最大深度
    			var maxDepth = 9;
    			//绘制间隔(单位:毫秒)
    			var drawInterval = 500;
    			
    			var dx = 400;
    			var dy = 350;
    			
    			//创建SVG标签
    			function createSvgElem(elemTag) {
    				return document.createElementNS(xmlns_svg, elemTag);
    			}
    			
    			//组合成树的transform属性
    			function formTreeTransform(dx, dy) {
    				return "translate(" + dx + "," + dy + ") scale(100)";
    			}
    			
    			//组合成茎的transform属性
    			function formStemTransform(degree) {
    				return "translate(0,-1) rotate(" + degree + ") scale(.7)";
    			}
    				
    			//树
    			var Tree = function(elem, degree) {
    				//当前深度
    				this.depth = 1;
    				this.stemLeftTransform = formStemTransform(-1 * degree);
    				this.stemRightTransform = formStemTransform(degree);
    				console.log(degree +","+this.depth+" init");
    				
    				//画下一级的枝干
    				this.grow = function() {
    					console.log(degree+","+this.depth);
    					//这里用直接用诸如_this=tree是不合法的，因为没有使用var声明的都是全局变量，会呼吸影响
    					var prevId = "#" + degree + "_" + (this.depth - 1) + "_" + stemId;
    					var id = degree + "_" + this.depth + "_" + stemId;
    					
    					var g = createSvgElem("g");
    					var use1 = createSvgElem("use");
    					var use2 = createSvgElem("use");
    					var use3 = createSvgElem("use");
    					
    					g.setAttribute("id", id);
    					//g.setAttributeNS(null, "id", id);
    					
    					use1.setAttributeNS(xmlns_xlink, "xlink:href", prevId);
    					use1.setAttribute("transform", this.stemLeftTransform);
    					//use1.setAttributeNS(null, "transform", this.stemLeftTransform);
    					
    					use2.setAttributeNS(xmlns_xlink, "xlink:href", prevId);
    					use2.setAttribute("transform", this.stemRightTransform);
    					//use2.setAttributeNS(null, "transform", this.stemRightTransform);
    					
    					use3.setAttributeNS(xmlns_xlink, "xlink:href", "#" + stemId);
    					
    					defs.appendChild(g);
    					g.appendChild(use1);
    					g.appendChild(use2);
    					g.appendChild(use3);
    					
    					elem.setAttributeNS(xmlns_xlink, "xlink:href", "#" + id);
    					
    					update(this);
    				}
    				
    				//由于函数是全局的，因此内部没有定义this对象
    				function update(tree) {
    					if(tree.depth < maxDepth) {
    						tree.depth++;
    						//setTimeout的参数必须是一个函数，而不能是函数变量，所以必须使用匿名函数做转接
    						setTimeout(function(){
    							tree.grow();
    						}, drawInterval);
    					}
    				}
    			}
    
    			function init() {
    				var degrees = new Uint8Array([15, 25, 35, 45]);
    				//svg只能用setAttribute的方式设置宽高，不能像canvas一样直接用width=value来设置
    				svg.setAttribute("width", dx * 2);
    				svg.setAttribute("height", dy * Math.floor(degrees.length / 2) + 20);
    				for(var i=0; i < degrees.length; i++) {
    					var id = degrees[i] + "_" + treeId;
    					var use = createSvgElem("use");
    					use.setAttributeNS(null, "transform", formTreeTransform((.5 + i % 2) * dx, Math.floor(i / 2 + 1) * dy));
    					svg.appendChild(use);
    					var tree = new Tree(use, degrees[i]);
    					tree.grow();
    					/*
    					这里使用setTimeout，会导致只有循环的最后一个tree的grow方法有效，
    					通过全局变量和参数传递的方式也不能解决
    					setTimeout(function(){
    						tree.grow();
    					}, drawInterval);
    					随着学习的深入知道，可以这么解决
    					(function(tree){
    						setTimeout(function(){
    							tree.grow()
    						}, drawInterval);
    					})(tree);
    					*/
    				}
    			}
    			init();
    		</script>
    	</body>
    </html>

![这里写图片描述][format_png]

# 答疑 #

## 1. 怎么把 line 换成文字 ##

有人在评论里问我，我在这里简单的介绍一下

树的原理，主要是对defs中定义的元素（我称之为本体）进行一个平移和旋转，最后呈现出一个组合的图形。  
知道原理后，要替换就很简单了，只要将其本体进行替换即可

但是有几点要注意的

*  svg 并没有提供设置文字大小的属性，文字大小需要通过 css 的 style 进行设置（文字最小 0.1）。
 *  css 中的 transform，使用百分比会相对整个svg图进行换算，行不通。因此只能用写死的数值平移，让文字水平居中。
 *  文字默认的位置是左下角基线的坐标。

我是中国人

要把 line 标签，改为 `<text id="stem" x="0" y="0" style="font-size:0.8px;transform:translateX(-0.4px);">树</text>`

未加 translate 的效果  
![在这里插入图片描述][20200319111638738.png]加了 translate 的效果  
![在这里插入图片描述][20200319104712732.png]

## 2. for 循环里的 setTimeout 为什么只有最后一个索引生效 ##

JS是单线程环境，也就是说代码的执行是从上到下，依次执行。也就是同一个时间只能做一件事。

单线程就意味着，所有任务需要排队，前一个任务结束，才会执行后一个任务。如果前一个任务耗时很长，后一个任务就不得不一直等着。JavaScript将所有任务分成两种，一种是同步任务，另一种是异步任务。同步任务指的是，在主线程上排队执行的任务，只有前一个任务执行完毕，才能执行后一个任务；异步任务指的是，不进入主线程、而进入"任务队列"（task queue）的任务，只有"任务队列"通知主线程，某个异步任务可以执行了，该任务才会进入主线程执行。

### 异步执行的运行机制 ###

1.  所有同步任务都在主线程上执行，形成一个执行栈（execution context stack）。
2.  主线程之外，还存在一个"任务队列"（task queue）。只要异步任务有了运行结果，就在"任务队列"之中放置一个事件。
3.  一旦"执行栈"中的所有同步任务执行完毕，系统就会读取"任务队列"，看看里面有哪些事件。那些对应的异步任务，于是结束等待状态，进入执行栈，开始执行。
4.  主线程不断重复上面的第三步。主线程从"任务队列"中读取事件，这个过程是循环不断的，所以整个的这种运行机制又称为Event Loop（事件循环）。只要主线程空了，就会去读取"任务队列"，这就是JavaScript的运行机制。这个过程会循环反复。

### 解决方案 ###

因此就能解释之前的问题了，setTimeout的函数，是等for循环执行完毕后，才开始执行，此时迭代器已走到最后一个列表末端了。此时引用for循环中的局部变量都是最后一个的，所以就出现问题了。

解决方案就是，使用同步的匿名函数，将局部变量通过参数传递。由于匿名函数是同步执行的，因此setTimeout引用的也就成了匿名函数中的参数，也就是迭代器每走一步时的局部变量了。

[format_png]: /images/20220711/5cdfa8e1ed67488b94772c9c14a4fc7d.png
[20200319111638738.png]: /images/20220711/5ae87b4ab68f4a21a2b4e25cd83f7aed.png
[20200319104712732.png]: /images/20220711/d1b1a6146a614b36825768a9d2335622.png