你不知道的 Canvas 表格交互

背景

S2 是 AntV 在多维交叉分析表格领域的解决方案，主要用于看数分析, S2 采用 canvas 来进行表格绘制 (基于 易用、高效、强大的 2D 可视化渲染引擎 G ) , 同时内置大量的交互能力来辅助用户看数, 如 行列联动高亮 单选/多选高亮 刷选高亮 行高列宽动态调整 列头隐藏 等, 同时还支持 自定义交互, 本文主要介绍 S2 是如何实现这些交互的。

DOM 交互和 Canvas 交互的区别

以单元格点击为例, 得益于强大的 CSS3选择器, 我们可以准确的监听任意 dom 元素的点击事件

<ul class="cell">
  <li id="cell1">我是第一个单元格</li>
  <li id="cell2">我是第二个单元格</li>
</ul>

const cell = document.querySelector('.cell > li:first-child');

cell.addEventListener('click', () => {
  console.log('第一个单元格: 别点我!');
})

但是 canvas 就只有一个 <canvas/> dom 元素

<canvas />

如何准确的知道点击的是哪个单元格呢? 答案是 事件委托+ 鼠标坐标

const canvas = document.querySelector('canvas');

canvas.addEventListener('click', () => {
  console.log('我点的是哪个单元格?');
})

在 dom 中, 有一个很经典的事件冒泡应用场景, 那就是 事件委托, 还是以上面的例子, 我们可以只监听父级的 ul元素, 根据当前的 event.target 来判断当前点击的是哪一个单元格

const cell = document.querySelector('.cell');

cell.addEventListener('click', (event) => {
  const CELL_ID = 'cell1'
  if (event.target?.id === CELL_ID) {
    console.log('我是第一个单元格');
  }
});

所以在 canvas中, 我们也可以依葫芦画瓢, 不同点是, 单元格不再是一个个的 dom 节点, 而是一个个 canvas 图形 对应的数据结构, 类似于虚拟dom

const cell = new Shape({ type: 'rect' })

public getCell<T extends S2CellType = S2CellType>(event): T {
  let parent = event.target;
  // 判断当前 target 属于哪一个实例
  while (parent && !(parent instanceof Canvas)) {
    if (parent instanceof BaseCell) {
      // 在单元格中，返回true
      return parent as T;
    }
    parent = parent.get?.('parent');
  }
  return null;
}

// antv/g 提供的 Canvas 构造器
const canvas = new Canvas()

canvas.on('click', (event) => {
  const cell = this.getCell(event)
})

事件分类

通过事件委托, 能够获取到具体触发事件的单元格 ( 具体实现 )

• 角头单元格点击: S2Event.CORNER_CELL_CLICK
• 列头单元格点击: S2Event.COL_CELL_CLICK
• 行头单元格点击: S2Event.ROW_CELL_CLICK
• 数据单元格点击: S2Event.DATA_CELL_CLICK
• 单元格双击
• 单元格右键
• …

在监听到对应事件后, 通过内部的 event emitter 分发出去, 从而触发对应的单元格事件

 private onCanvasMousedown = (event: CanvasEvent) => {
    const cellType = this.spreadsheet.getCellType(event.target);
    switch (cellType) {
      case CellTypes.DATA_CELL:
        this.spreadsheet.emit(S2Event.DATA_CELL_MOUSE_DOWN, event);
        break;
      case CellTypes.ROW_CELL:
        this.spreadsheet.emit(S2Event.ROW_CELL_MOUSE_DOWN, event);
        break;
      case CellTypes.COL_CELL:
        this.spreadsheet.emit(S2Event.COL_CELL_MOUSE_DOWN, event);
        break;
      case CellTypes.CORNER_CELL:
        this.spreadsheet.emit(S2Event.CORNER_CELL_MOUSE_DOWN, event);
        break;
      case CellTypes.MERGED_CELL:
        this.spreadsheet.emit(S2Event.MERGED_CELLS_MOUSE_DOWN, event);
        break;
      default:
        break;
    }
  };

this.spreadsheet.on(S2event.DATA_CELL_MOUSE_DOWN, (event) => {
  console.log('数值单元格点击')
})

交互分类

有了分好类的单元格事件, 我们就可以将其排列组合。 比如刷选高亮, 就对应 数值单元格的 mousedown+ mousemove+ mouseup 事件, 再将获取到的单元格 meta 信息存储在状态机, 最后根据交互状态进行 canvas 重绘

单选高亮

在线体验

鼠标左键单击单元格后, 会高亮当前单元格, 聚焦当前的数据。

在实现上, 其实并没有对当前选中单元格做高亮操作, 而是置灰其他所有非选中状态的数值单元格, 就像一种 聚光灯效果.

通过 cell.getMeta() 拿到渲染时闭包保存的当前单元格信息, 然后调用 interaction.changeState 改变当前交互状态, 将状态改为 InteractionStateName.SELECTED

  this.spreadsheet.on(S2Event.DATA_CELL_CLICK, (event: CanvasEvent) => {
    const cell: DataCell = this.spreadsheet.getCell(event.target);
    const meta = cell.getMeta();

    interaction.changeState({
      cells: [getCellMeta(cell)],
      stateName: InteractionStateName.SELECTED,
    });
  });

最后的 state 为:

const cell = {
  id: 'cell-id'  // 单元格唯一标识
  colIndex: 0,   // 列索引
  rowIndex: 0    // 行索引
  type: 'cell-type' // 单元格类型
}

const state = {
  name: InteractionStateName.SELECTED,
  cells: [cell]
}

接下来就是获取到当前可视范围内所有的数值单元格, 对它们进行更新

  public updatePanelGroupAllDataCells() {
    this.updateCells(this.getPanelGroupAllDataCells());
  }

  public updateCells(cells: S2CellType[] = []) {
    cells.forEach((cell) => {
      cell.update();
    });
  }

每一个单元格实例会有一个 update方法, 最终会根据当前的状态 改变单元格背景色透明度 fillOpacity

// 简化代码
function update() {
  const stateName = this.spreadsheet.interaction.getCurrentStateName();
  const fillOpacity = stateName === InteractionStateName.SELECTED ? 1 : 0.2
  
  cell.attrs = {
    fillOpacity
  }
  
  canvas.draw()
}

行列联动高亮

在线体验

当鼠标 hover 在数值单元格上时, 会同时高亮对应的行头和列头, 也就是 十字高亮效果, 便于用户清晰的知道对应关系, 实现上首先和单选一样, 先改变状态为 InteractionStateName.HOVER 然后绘制当前单元格的黑色边框

this.spreadsheet.on(S2Event.DATA_CELL_HOVER, (event: CanvasEvent) => {
  const cell = this.spreadsheet.getCell(event.target) as S2CellType;
  const { interaction, options } = this.spreadsheet;
  const meta = cell?.getMeta() as ViewMeta;
  
  interaction.changeState({
    cells: [getCellMeta(cell)],
    stateName: InteractionStateName.HOVER,
  });

   this.updateRowColCells(meta);
 }

先绘制数值单元格区域的十字高亮, 比较当前单元格和 state 存储的 rowIndex / colIndex 是否一致, 如果有一个相同就表示处于同一列/行, 对其进行高亮

  const currentColIndex = this.meta.colIndex;
  const currentRowIndex = this.meta.rowIndex;
  // 当视图内的 cell 行列 index 与 hover 的 cell 一致，绘制hover的十字样式
  if (
    currentColIndex === currentHoverCell?.colIndex ||
    currentRowIndex === currentHoverCell?.rowIndex
  ) {
    this.updateByState(InteractionStateName.HOVER);
  } else {
    // 当视图内的 cell 行列 index 与 hover 的 cell 不一致，隐藏其他样式
    this.hideInteractionShape();
  }

  cell.attrs = {
    backgroundOpacity: '#color'
  }

接下来是行头和列头, 处理有些许不同, 由于透视表行头和列头是多维嵌套的, 有父子级关系, 不能单纯的比较行/列索引, 需要额外比较 单元格 id

如图, 行头我们需要高亮 浙江省/舟山市 列头需要高亮 家具/沙发/数量, 内部对应存储的 id 为

• 浙江省/舟山市 => root[&]浙江省[&]舟山市
• 家具/沙发/数量 => root[&]家具[&]沙发[&]number

所以 浙江省/舟山市 和 家具/沙发/数量 对应的834 数值单元格的 id 为 => root[&]浙江省[&]舟山市-root[&]家具[&]沙发[&]number, 最后去看行/列头单元格 id 是否为包含关系, 高亮即可

const allRowHeaderCells = getActiveHoverRowColCells(
  rowId,
  interaction.getAllRowHeaderCells(),
  this.spreadsheet.isHierarchyTreeType(),
);

forEach(allRowHeaderCells, (cell: RowCell) => {
  cell.updateByState(InteractionStateName.HOVER);
});

刷选高亮

在线体验

刷选用于对批量单元格数据汇总, 本质是一种拖拽的动作, 拖拽结束后, 需要选中拖拽起始坐标点对角线矩形区域的所有单元格.

刷选过程中, 还需要考虑鼠标已经超过表格区域, 此时默认认为用户还想继续刷选可视范围外的单元格 (如有), 也就是滚动刷选, 这个在 使用 AntV S2 打造大数据表格组件 已有相关介绍. 这里就不再赘述.

刷选和其他交互不同, 会有一个 预选中状态, 如图, 会有一个蓝色的预选中蓝色蒙层, 并且该区域单元格显示黑色边框, 表示松开鼠标后, 这些单元格会被选中, 用于给用户一个提示

首先在点击单元格时记录一个刷选起始点, 包含 x/y坐标, rowIndex/colIndex 行/列索引等信息

private getBrushPoint(event: CanvasEvent): BrushPoint {
  const { scrollY, scrollX } = this.spreadsheet.facet.getScrollOffset();
  const originalEvent = event.originalEvent as unknown as OriginalEvent;
  const point: Point = {
    x: originalEvent?.layerX,
    y: originalEvent?.layerY,
  };
  const cell = this.spreadsheet.getCell(event.target);
  const { colIndex, rowIndex } = cell.getMeta();

  return {
    ...point,
    rowIndex,
    colIndex,
    scrollY,
    scrollX,
  };
}

然后在刷选结束, 鼠标松开后, 得到一个完整的刷选信息, 最后比较当前单元格是否在这个范围即可

  return {
    start: {
      rowIndex: 0,
      colIndex: 0,
      x: 0,
      y: 0,
    },
    end: {
      rowIndex: 2,
      colIndex: 2,
      x: 200,
      y: 200,
    },
    width: 200,
    height: 200,
  };

private isInBrushRange(meta: ViewMeta) {
  const { start, end } = this.getBrushRange();
  const { rowIndex, colIndex } = meta;
  return (
    rowIndex >= start.rowIndex &&
    rowIndex <= end.rowIndex &&
    colIndex >= start.colIndex &&
    colIndex <= end.colIndex
  );
}

将获取到单元格信息, 存储在 state, 然后重绘

this.spreadsheet.on(S2Event.GLOBAL_MOUSE_UP, (event) => {
  const range = this.getBrushRange();

  this.spreadsheet.interaction.changeState({
    cells: this.getSelectedCellMetas(range),
    stateName: InteractionStateName.SELECTED,
  });
}

行高列高动态调整

在线体验

S2 默认提供 列等宽布局 行列等宽布局和 紧凑布局 三种布局方式 (预览), 也可以拖拽行/列头进行动态调整, 要实现这种效果, 首先需要绘制调整的热区, 也就是如下图这个蓝色的小条, 默认情况下是隐藏的, 只有在鼠标放在单元格边缘才会显示出来 (还可以自定义热区范围 )

细心的同学可能发现了, 鼠标放在热区上面, 会变成这样一个图标, 这个比较有趣, 在 CSS中 我们可以给任意元素添加 cursor: col-resize 来实现, 在 Canvas中 由于只有 canvas一个 dom 标签, 我们则需要判断 hover热区时, 给 canvas加上 cursor: col-resize 行内样式, 实现同样的效果

如果把热区全部显示出来, 展示的效果如下:

平铺模式:

树状模式:

明细表:

接下来需要绘制辅助线, 和刷选类似, 刷选需要显示预选中的遮罩, 动态调整需要显示两条辅助线来让用户预览调整之后的单元格宽度

两条线, 对应两条 path, 虚线使用 lineDash实现

const attrs: ShapeAttrs = {
  path: '',
  lineDash: guideLineDash,
  stroke: guideLineColor,
  strokeWidth: size,
};
// 起始参考线
this.resizeReferenceGroup.addShape('path', {
  id: RESIZE_START_GUIDE_LINE_ID,
  attrs,
});
// 结束参考线
this.resizeReferenceGroup.addShape('path', {
  id: RESIZE_END_GUIDE_LINE_ID,
  attrs,
});

在拖动过程中, 需要实时更新参考线的位置, 需要考虑水平和垂直两种情况, 起始点为单元格的底部, 结束点为表格区域的底部

    if (type === ResizeDirectionType.Horizontal) {
      startResizeGuideLineShape.attr('path', [
        ['M', offsetX, offsetY],
        ['L', offsetX, guideLineMaxHeight],
      ]);
      endResizeGuideLineShape.attr('path', [
        ['M', offsetX + width, offsetY],
        ['L', offsetX + width, guideLineMaxHeight],
      ]);
      return;
    }

    startResizeGuideLineShape.attr('path', [
      ['M', offsetX, offsetY],
      ['L', guideLineMaxWidth, offsetY],
    ]);
    endResizeGuideLineShape.attr('path', [
      ['M', offsetX, offsetY + height],
      ['L', guideLineMaxWidth, offsetY + height],
    ]);

这里大写的 M和 L 熟悉 SVG的同学应该清楚, 大写表示绝对定位, 小写表示相对定位, 对应的含义如下:

M = moveto 移动到
L = lineto 连接一根线到
H = horizontal lineto  水平连线
V = vertical lineto    垂直连线
C = curveto
S = smooth curveto
Q = quadratic Belzier curve
T = smooth quadratic Belzier curveto
A = elliptical Arc     椭圆的线 贝塞尔曲线  
Z = closepath          结束当前路径

在拖拽完成后, 将最新的单元格高度/宽度保存到 s2Options.style 中, 重绘更新后, 单元格按照最新的大小渲染即可

  private getResizeWidthDetail(): ResizeDetail {
    const { start, end } = this.getResizeGuideLinePosition();
    const width = Math.floor(end.x - start.x);
    const resizeInfo = this.getResizeInfo();

    switch (resizeInfo.effect) {
      case ResizeAreaEffect.Cell:
        return {
          eventType: S2Event.LAYOUT_RESIZE_COL_WIDTH,
          style: {
            colCfg: {
              widthByFieldValue: {
                [resizeInfo.id]: width,
              },
            },
          },
        };
      default:
        return null;
    }
  }

链接跳转

在线体验

可以给指定单元格的文字加上下划线, 表示可以点击跳转
如果使用 DOM 实现, 只需要给对应元素加上 a 超链接标签即可, 使用 Canvas实现, 则需要自己绘制 下划线, 监听点击事件. 来模拟 a 标签的效果, 核心实现如下

// 获取当前文字的包围盒
const { minX, maxX, maxY }: BBox = this.textShape.getBBox();

// 在当前文字下面绘制一根下划线
this.linkFieldShape = renderLine(
  this,
  {
    x1: minX,
    y1: maxY + 1,
    x2: maxX,
    y2: maxY + 1,
  },
  { stroke: linkFillColor, lineWidth: 1 },
);

列头隐藏

在线体验

透视表和明细表都支持隐藏列头, 首先点击列头, 显示 tooltip, 然后点击 tooltip 的 隐藏 按钮, 同时支持批量/分组隐藏

首先需要知道当前隐藏的列是否需要分组, 如果给定的隐藏列不是连续的, 比如原始列是 [1,2,3,4,5,6,7], 隐藏列是 [2,3,6], 那么其实在表格上需要显示两个展开按钮 [[2,3],[6]], 核心代码如下

export const getHiddenColumnsThunkGroup = (
  columns: string[],
  hiddenColumnFields: string[],
): string[][] => {
  if (isEmpty(hiddenColumnFields)) {
    return [];
  }
  // 上一个需要隐藏项的序号
  let prevHiddenIndex = Number.NEGATIVE_INFINITY;
  return columns.reduce((result, field, index) => {
    if (!hiddenColumnFields.includes(field)) {
      return result;
    }
    if (index === prevHiddenIndex + 1) {
      const lastGroup = last(result);
      lastGroup.push(field);
    } else {
      const group = [field];
      result.push(group);
    }
    prevHiddenIndex = index;
    return result;
  }, []);
};

接下来是生成分组信息

const detail = {
   displaySiblingNode: {
     next: Node, // 隐藏列的后一个兄弟节点
     prev: Node, // 隐藏列的前一个兄弟节点
   }
   hideColumnNodes: [Node, ...]
}

有了这些数据, 就能知道展开按钮绘制在哪一个单元格上, 展开按钮默认显示在后一个兄弟节点, 首尾单元格被隐藏的情况例外, 需要反过来

除了手动点击进行隐藏, S2 还支持通过声明配置默认隐藏, 用于去掉一些不重要数据的干扰, 提升看数效率

const s2DataConfig = {
  fields: {
    columns: ['type', 'province', 'city', 'price', 'cost'],
  },
}

const s2Options = {
  interaction: {
    hiddenColumnFields: ['province', 'price'],
  },
};

对于明细表, 一个 field 就只对应一个列头, 对于透视表, 一个 field 对应一个或多个列头, 只指定 field 的话并不知道需要隐藏哪个列头, 需要指定对应列头的 id

const s2Options = {
  interaction: {
    // 透视表默认隐藏需要指定唯一列头id
    // 可通过 `s2.getColumnNodes()` 获取列头节点查看id
    hiddenColumnFields: ['root[&]家具[&]沙发[&]number'],
  },
};

列头隐藏后, 对应的就是展开, 展开相对来说就比较简单了, 将当前隐藏列配置和展开的列头做一次 diff, 移除相应配置即可

  private handleExpandIconClick(node: Node) {
    const lastHiddenColumnsDetail = this.spreadsheet.store.get(
      'hiddenColumnsDetail',
      [],
    );
    const { hideColumnNodes = [] } =
      lastHiddenColumnsDetail.find(({ displaySiblingNode }) =>
        isEqualDisplaySiblingNodeId(displaySiblingNode, node.id),
      ) || {};

    const { hiddenColumnFields: lastHideColumnFields } =
      this.spreadsheet.options.interaction;

    const willDisplayColumnFields = hideColumnNodes.map(
      this.getHideColumnField,
    );
    const hiddenColumnFields = difference(
      lastHideColumnFields,
      willDisplayColumnFields,
    );

    const hiddenColumnsDetail = lastHiddenColumnsDetail.filter(
      ({ displaySiblingNode }) =>
        !isEqualDisplaySiblingNodeId(displaySiblingNode, node.id),
    );

    this.spreadsheet.setOptions({
      interaction: {
        hiddenColumnFields,
      },
    });
    this.spreadsheet.store.set('hiddenColumnsDetail', hiddenColumnsDetail);
  }
}

最后我们根据这些配置信息, 重新构建布局, 渲染隐藏/展开列头后的表格即可

自定义交互

在线体验

除了上面提到的丰富的内置交互以外, 开发者还可以根据 S2 提供的 事件S2Event, 自由排列组合, 自定义表格交互, 可通过 interaction.customInteractions 注册, 比如自定义一个 行列头hover显示 tooltip 的交互

import { PivotSheet, BaseEvent, S2Event } from '@antv/s2';

class RowColumnHoverTooltipInteraction extends BaseEvent {
  bindEvents() {
    // 行头hover
    this.spreadsheet.on(S2Event.ROW_CELL_HOVER, (event) => {
      this.showTooltip(event);
    });
    // 列头hover
    this.spreadsheet.on(S2Event.COL_CELL_HOVER, (event) => {
      this.showTooltip(event);
    });
  }

  showTooltip(event) {
    const cell = this.spreadsheet.getCell(event.target);
    const meta = cell.getMeta();
    const content = meta.value;

    this.spreadsheet.tooltip.show({
      position: {
        x: event.clientX,
        y: event.clientY,
      },
      content,
    });
  }
}


const s2Options = {
  interaction: {
    customInteractions: [
      {
        key: 'RowColumnHoverTooltipInteraction',
        interaction: RowColumnHoverTooltipInteraction,
      },
    ],
  },
};

const s2 = new PivotSheet(container, dataCfg, s2Options);

s2.render()

结语

以上就是对于 S2 部分交互实现的一些介绍, 除此之外, S2 还支持 合并单元格, 自定义滚动速度 等丰富的交互, 篇幅有限, 就不一一列举了。

也欢迎社区的同学和我们一起共建 AntV/S2，打造最强的开源大数据表格引擎。如果看完这篇文章你有所收获，欢迎给我们的仓库 Star⭐️ 鼓励。

S2 的相关链接：

• GitHub
• 官网
• 核心层: @antv/s2
• 组件层: @antv/s2-react

参考链接

• 用 SVG 画一个字
• 使用 AntV S2 打造大数据表格组件
• AntV/G
• MDN SVG