在 JS 中使用 Canvas 为排序算法设置动画

IT技术 javascript html algorithm sorting canvas
2021-03-04 09:56:18

为了好玩，我试图创建不同排序算法的可视化，但我遇到了 Canvas 动画的问题。

我以为我只能在 sorter 方法中调用 draw 函数，但这会导致浏览器锁定，直到数组完全排序，然后绘制一些中间帧。

我将如何从排序方法中进行动画处理？下面是我到目前为止的代码，我不会运行此代码段，因为它会将选项卡挂起几秒钟。

N = 250; // Array Size
XYs = 5; // Element Visual Size
Xp = 1; // Start Pos X
Yp = 1; // Start Pos Y
var canvas;
var l = Array.apply(null, {
  length: N
}).map(Number.call, Number);

Array.prototype.shuffle = function() {
  var i = this.length,
    j, temp;
  if (i == 0) return this;
  while (--i) {
    j = Math.floor(Math.random() * (i + 1));
    temp = this[i];
    this[i] = this[j];
    this[j] = temp;
  }
  return this;
}

function map_range(x, in_min, in_max, out_min, out_max) {
  return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;
}

function rainbow(x) {
  var m = map_range(x, 0, N, 0, 359);
  return 'hsl(' + m + ',100%,50%)';
}

function init() {
  canvas = document.getElementById('canvas');
  l.shuffle();
  draw();
  bubbleSort(l);
}

function draw() {
  if (canvas.getContext) {
    var ctx = canvas.getContext('2d');
    for (var i = 0; i < l.length; i++) {
      ctx.fillStyle = rainbow(l[i]);
      ctx.fillRect((Xp * i) * XYs, Yp * XYs, XYs, XYs);
    }
  }
}

function bubbleSort(a) {
  var swapped;
  do {
    swapped = false;
    for (var i = 0; i < a.length - 1; i++) {
      if (a[i] > a[i + 1]) {
        var temp = a[i];
        a[i] = a[i + 1];
        a[i + 1] = temp;
        swapped = true;
        draw();
        setTimeout(function() {}, 10);
      }
    }
  } while (swapped);
}
<html>

<body onload="init();">
  <canvas id="canvas" width="1500" height="1500"></canvas>
</body>

</html>

2个回答

一种解决方案是ES6 Generatorfunction*及其yield语句。

这允许您暂停一个函数并稍后在它暂停的地方重新启动它：

N = 100; // Array Size
XYs = 5; // Element Visual Size
Xp = 1; // Start Pos X
Yp = 1; // Start Pos Y
var canvas;
var l = Array.apply(null, {
  length: N
}).map(Number.call, Number);

Array.prototype.shuffle = function() {
  var i = this.length,
    j, temp;
  if (i == 0) return this;
  while (--i) {
    j = Math.floor(Math.random() * (i + 1));
    temp = this[i];
    this[i] = this[j];
    this[j] = temp;
  }
  return this;
}

function map_range(x, in_min, in_max, out_min, out_max) {
  return (x - in_min) * (out_max - out_min) / (in_max - in_min) + out_min;
}

function rainbow(x) {
  var m = map_range(x, 0, N, 0, 359);
  return 'hsl(' + m + ',100%,50%)';
}

function init() {
  canvas = document.getElementById('canvas');
  l.shuffle();
  var sort = bubbleSort(l);
  // an anim function triggered every 60th of a second
  function anim(){
    requestAnimationFrame(anim);
    draw();
    sort.next(); // call next iteration of the bubbleSort function
  }
  anim();
}

function draw() {
  if (canvas.getContext) {
    var ctx = canvas.getContext('2d');
    for (var i = 0; i < l.length; i++) {
      ctx.fillStyle = rainbow(l[i]);
      ctx.fillRect((Xp * i) * XYs, Yp * XYs, XYs, XYs);
    }
  }
}

function* bubbleSort(a) { // * is magic
  var swapped;
  do {
    swapped = false;
    for (var i = 0; i < a.length - 1; i++) {
      if (a[i] > a[i + 1]) {
        var temp = a[i];
        a[i] = a[i + 1];
        a[i + 1] = temp;
        swapped = true;
        yield swapped; // pause here
      }
    }
  } while (swapped);
}
init();
<canvas id="canvas" width="500" height="20">

通过sort.next()进入动画功能之外的设置间隔计时器，我能够在将 fps 保持在 60 的同时加快分拣机的速度！谢谢您的帮助
2021-05-03 09:56:18
这正是我要找的！有没有办法加速动画或将 requestAnimationFrame 限制为 60fps？
2021-05-12 09:56:18
@PeterMcKinney 您可以在 anim func 中多次调用您的函数。rAF 将尝试在屏幕刷新之前保持稳定的速率。
2021-05-12 09:56:18

你需要一个渲染循环。requestAnimationFrame() 是你的朋友。使用此方法，您可以为浏览器提供在下一帧绘制之前调用的回调。

在该回调中，您绘制内容并使用相同的回调再次调用 requestAnimationFrame() ，如下所示：

requestAnimationFrame(renderLoop);
function renderLoop()
{
    // visualize your array `l` at this point

    // call the render callback for the next frame draw
    requestAnimationFrame(renderLoop);
}

https://developer.mozilla.org/de/docs/Web/API/window/requestAnimationFrame

您会获得流畅的动画，通常帧速率为 60 fps。

要将这种方法集成到您的代码中：

  1. 删除行

    draw();
setTimeout(function() {}, 10);

  2. 调用初始

    requestAnimationFrame(renderLoop);

    当您的程序启动时。

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