【带着canvas去流浪】 （3）绘制饼图

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一. 任务说明

使用原生canvasapi绘制饼图（南丁格尔玫瑰）。（截图以及数据来自于百度echarts官方示例库【查看示例链接】)。

二. 重点提示

南丁格尔玫瑰图的画法有很多种，echarts中提供的以半径或面积两种不同模式，本文中以面积比例画法为例，绘制算法如下：

1. 确定每个扇区的角度。由于所有扇区的角度加在一起为2π ，我们先按照数据比例来计算角度：

1. 每个扇区面积与总面积之间的比例即为数值的比，将给定参数数组options.radius中的最大和最小数值作为数值最大的一块扇形的绘图数据，代入如下公式即可求得总面积s：

1. 再利用上述公式分别计算出每个扇形对应的外圆半径，在canvas中绘制路径并填充即可。

三. 示例代码

南丁格尔玫瑰图绘制示例代码：

//绘制饼图
drawpiechart(options);
    
/**
 * 绘制饼图
 * @param  {[type]} options [description]
 * @return {[type]}         [description]
 */
function drawpiechart(options) {
   //记录最大数值以反求面积总和
   options.maxvalue = 0;
   //求数据集总和以在后续计算每个扇形的角度比例
   options.totalnum = options.data.reduce((pre,cur)=>{
     if (cur.value > options.maxvalue) {
         options.maxvalue = cur.value;
     }
     return pre+cur.value;
   },0);
    /*以最大值对应最大半径来计算面积总和，并覆盖原值
    *使得最大的一块扇形外圆半径为options.radius[0]
    *内圆半径为options.radius[1]
    */
    let rmin = options.radius[0];
    let rmax = options.radius[1];
    let r = math.sqrt((rmax*rmax - rmin*rmin)*options.totalnum / options.maxvalue + rmin*rmin);
    options.radius[1] = r;
    //移动坐标系原点至绘图中心
   let paintingcenter={
     x:parseint(options.center[0],10)/100 * (options.chartzone[2] - options.chartzone[0]) + options.chartzone[0],
     y:parseint(options.center[1],10)/100 * (options.chartzone[3] - options.chartzone[1]) + options.chartzone[1]
   }
   context.translate(paintingcenter.x, paintingcenter.y);
    //绘制每个扇形,过程中累加旋转角度
   let allangle = options.data.reduce((prev,cur,index)=>{
       context.fillstyle = options.colorpool[index]
       let angle = calcpaintingdata(cur,options);
       return prev + angle;
   },0);
   //绘制中空白色圆
   context.beginpath();
   context.fillstyle = 'white';
   context.arc(0,0,options.radius[0],0,2*math.pi,false);
   context.fill();
}

/**
 * 计算每个扇形所需要的绘图参数
 */
function calcpaintingdata(data,options) {
    let scale = data.value / options.totalnum; 
    let angle = scale * 2 * math.pi;
    let rmin = options.radius[0];
    let rmax = options.radius[1];
    let r = math.sqrt(scale * (rmax*rmax - rmin*rmin) + rmin*rmin);
    data.r = r;
    //绘制扇形
    paintfan({
        r:r,
        angle:angle,
        data:data,
        options:options
    });
    return angle;//将角度值返回给外层函数以供累加
}

//绘制扇形
function paintfan(opt) {
    context.beginpath();
    context.lineto(opt.r,0);
    context.arc(0,0,opt.r,0,opt.angle,false);
    context.lineto(0,0);
    context.closepath();
    context.fill();
    context.rotate(opt.angle);
}

浏览器中可查看效果：

四. hover高亮的实现思路

1. 绘图过程中，将每个扇区的绘图数据（半径，相对于圆心的起始转角，扇区角度）均挂载在绘图数据上。
2. 在canvas标签上监听鼠标移动事件mousemove,并在回调函数中将鼠标移动事件event.clientx和event.clienty转换为相对于canvas坐标的数值(mousex,mousey)。
3. 从圆心坐标(paintingcenter.x,paintingcenter.y)到(mousex,mousey)连接为向量，根据该向量的角度和模即可判断鼠标是否处于某个扇区之上。
4. 如果处于扇区之上，则以过渡动画来绘制关键帧使得hover效果表现出来。先修改context.fillstyle颜色为对应扇区的高亮色，然后让外圆绘图半径以线性的方式逐帧增加至目标大小（例如10%）,每一帧中使用canvas绘图上下文重新对绘图区域进行封闭画线，然后填充即可。
5. hover效果出现时绘制高亮色的绘图区域，hover效果消失时从外圆开始逐帧绘制白色外层扇区即可，最终再将数据扇区绘制为原色。