可以为力导向布局指定自定义力函数吗？答案

【问题标题】：Can one specify a custom force function for a force-directed layout?可以为力导向布局指定自定义力函数吗？
【发布时间】：2015-05-09 18:21:59
【问题描述】：

我想试验一种用于力导向图布局的替代系列力函数。

对于每个节点n_i，我可以定义一个“强制函数”f_i 这样

f_i ( n_i ) 相同为零；和
f_i ( n_j )，其中n_i != n_j，是节点n_i 上的力，它是由于某个其他节点n_j 而产生的。

节点n_i 上的净力应该是力f_i ( n_j ) 的向量和，其中n_j 的范围是所有其他节点¹。

有没有办法告诉 d3.js 在布局算法中使用这些自定义强制函数？

[d3.js 的力导向布局的documentation 描述了可以调整其内置力功能的各种方式，但我还没有找到一种方法来完全指定完全不同的力功能，即通过调整内置力函数的参数无法实现的力函数。]

^{¹IOW，除了从其力函数 f_i 计算的那些之外，没有其他/额外的力应该作用在节点 n_i 上。}

【问题讨论】：

你需要创建一个新的布局来使用你的自定义力。
@LarsKotthoff：感谢您的指点。我刚刚扫描了 d3.js 文档，但找不到任何有关创建自定义布局的文档。我想这涉及到d3.layout.myLayout = function () { ... } 之类的东西，但我完全不清楚这个函数应该返回什么。 IOW，我在“布局界面”上找不到任何文档。当然，我可以尝试对 d3.js 源进行逆向工程，但我之前的尝试非常痛苦，所以如果可能的话，我真的不想这样做。
恐怕没有关于这方面的文档——你必须去源头。从强制布局开始应该非常简单，但听上去，自定义布局的结构与此非常相似。
@LarsKotthoff：再次感谢；如果您这样发布它们，我会接受您的 cmets 作为答案。

标签： d3.js graph-layout

【解决方案1】：

为此，您需要创建自己的自定义布局。我知道没有这方面的教程，但现有力布局的源代码应该是一个很好的起点，因为听起来，您的自定义布局的结构将与此非常相似。

【讨论】：

【解决方案2】：

是的，你可以。归功于Shan Carter 和他的bl.ocks example

let margin = {
  top: 100,
  right: 100,
  bottom: 100,
  left: 100
};

let width = 960,
  height = 500,
  padding = 1.5, // separation between same-color circles
  clusterPadding = 6, // separation between different-color circles
  maxRadius = 12;

let n = 200, // total number of nodes
  m = 10, // number of distinct clusters
  z = d3.scaleOrdinal(d3.schemeCategory20),
  clusters = new Array(m);

let svg = d3.select('body')
  .append('svg')
  .attr('height', height)
  .attr('width', width)
  .append('g').attr('transform', 'translate(' + width / 2 + ',' + height / 2 + ')');

let nodes = d3.range(200).map(() => {
  let i = Math.floor(Math.random() * m),
    radius = Math.sqrt((i + 1) / m * -Math.log(Math.random())) * maxRadius,
    d = {
      cluster: i,
      r: radius
    };
  if (!clusters[i] || (radius > clusters[i].r)) clusters[i] = d;
  return d;
});

let circles = svg.append('g')
  .datum(nodes)
  .selectAll('.circle')
  .data(d => d)
  .enter().append('circle')
  .attr('r', (d) => d.r)
  .attr('fill', (d) => z(d.cluster))
  .attr('stroke', 'black')
  .attr('stroke-width', 1);

let simulation = d3.forceSimulation(nodes)
  .velocityDecay(0.2)
  .force("x", d3.forceX().strength(.0005))
  .force("y", d3.forceY().strength(.0005))
  .force("collide", collide) // <<-------- CUSTOM FORCE
  .force("cluster", clustering)//<<------- CUSTOM FORCE 
  .on("tick", ticked);

function ticked() {
  circles
    .attr('cx', (d) => d.x)
    .attr('cy', (d) => d.y);
}

// Custom 'clustering' force implementation.
function clustering(alpha) {
  nodes.forEach(function(d) {
    var cluster = clusters[d.cluster];
    if (cluster === d) return;
    var x = d.x - cluster.x,
      y = d.y - cluster.y,
      l = Math.sqrt(x * x + y * y),
      r = d.r + cluster.r;
    if (l !== r) {
      l = (l - r) / l * alpha;
      d.x -= x *= l;
      d.y -= y *= l;
      cluster.x += x;
      cluster.y += y;
    }
  });
}
// Custom 'collide' force implementation.
function collide(alpha) {
  var quadtree = d3.quadtree()
    .x((d) => d.x)
    .y((d) => d.y)
    .addAll(nodes);

  nodes.forEach(function(d) {
    var r = d.r + maxRadius + Math.max(padding, clusterPadding),
      nx1 = d.x - r,
      nx2 = d.x + r,
      ny1 = d.y - r,
      ny2 = d.y + r;
    quadtree.visit(function(quad, x1, y1, x2, y2) {

      if (quad.data && (quad.data !== d)) {
        var x = d.x - quad.data.x,
          y = d.y - quad.data.y,
          l = Math.sqrt(x * x + y * y),
          r = d.r + quad.data.r + (d.cluster === quad.data.cluster ? padding : clusterPadding);
        if (l < r) {
          l = (l - r) / l * alpha;
          d.x -= x *= l;
          d.y -= y *= l;
          quad.data.x += x;
          quad.data.y += y;
        }
      }
      return x1 > nx2 || x2 < nx1 || y1 > ny2 || y2 < ny1;
    });
  });
}

<!doctype html>
<meta charset="utf-8">

<body>
  <script src="//d3js.org/d3.v4.min.js"></script>

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【讨论】：