CN108153826B - 一种基于条形码树的可视化形式比较层次结构数据的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明适用于可视化与可视分析领域，提供了一种基于条形码树的可视化形式比较层次结构数据的方法和系统，所述方法包括：通过深度优先遍历方法DFS对至少两个待比较层次结构数据进行遍历，获取所述待比较层级结构数据的节点序列；根据预设的转换条件将所述节点序列中的节点转换为对应的条形视觉元素，将条形依次排列即可得到条形码树；对齐所述至少两个条形码树，并进行比较；根据预设的排序顺序对所述条形码树进行排序。实施本发明实施例，可以使多个层次结构数据之间通过条形码树方便、直观的建立对应关系，提高了层次结构数据之间的比较效率。

Description

一种基于条形码树的可视化形式比较层次结构数据的方法和 系统

技术领域

本发明属于可视化与可视化分析领域，尤其涉及一种基于条形码树的可视化形式比较层次结构数据的方法和系统。

背景技术

层次结构数据是人们在日常生活经常会遇到的一种数据，比如图书馆书目的分类数据，电脑磁盘的文件目录，公司的组织结构等。针对层次结构数据，存在很多种不同类型的可视化形式帮助用户理解探索，比如节点-连接树，树图等可视化方式。在分析过程中一个重要的视角是对于多个层次数据进行比较，进而洞悉数据内部规律，但是现有技术通过在相同节点之间增加连线或者交互高亮的方式，难以辅助用户建立多个层次结构数据的中相同节点的对应关系。层次结构数据具有节点数目，拓扑结构，节点属性等不同方面，层次结构数据不同方面的比较任务也增加了层次结构数据比较的复杂程度。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于条形码树的可视化形式比较层次结构数据的方法和系统，以解决现有技术层次结构数据之间的比较非常复杂的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于条形码树的可视化形式比较层次结构数据的方法，所述方法包括：

通过深度优先遍历方法DFS对至少两个待比较层次结构数据进行遍历，获取所述待比较层次结构数据的节点序列；

根据预设的转换条件将所述节点序列中的节点转换为对应的条形视觉元素，将条形依次排列即可得到条形码树；

对齐所述至少两个条形码树的每一个条形码树，并进行比较；

根据预设的排序顺序对所述条形码树进行排序。

本发明实施例还提供了一种基于条形码树的可视化形式比较层次结构数据的系统，所述系统包括：

节点序列获取单元，用于通过DFS对至少两个待比较层次结构数据进行遍历，获取所述待比较层次结构数据的节点序列；

条形码树设置单元，用于根据预设的转换条件将所述节点序列中的节点转换为对应的条形视觉元素，将条形依次排列即可得到条形码树；

比较单元，用于对齐所述至少两个条形码树的每一个条形码树，并进行比较；

排序单元，用于根据预设的排序顺序对所述条形码树进行排序。

本发明实施例，通过DFS将层次结构数据转换为节点序列，根据预设的转换条件将节点序列转换为条形码树，一个节点对应条形码树中的一个条形元素，多个条形元素排列组成条形码，对条形码树进行对齐，并按照一准则进行统一排序，使得多个层次结构数据之间通过条形码可以方便、直观的建立对应关系，提高了层次结构数据之间的比较效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于条形码树的可视化形式比较层次结构数据的方法的流程图；

图2为本发明实施例示出的将层次结构数据映射为条形码树可视化形式的流程图；

图3为本发明实施例示出的将不同类型的层次结构数据映射到条形码树不同视觉通道上的可视化结果示意图；

图4为本发明实施例示出的条形码树上鼠标悬停交互操作的示意图；

图5为本发明实施例示出的选择条形码树显示层级的交互操作的示意图；

图6为本发明实施例示出的条形码树上鼠标点击交互操作的示意图；

图7为本发明实施例示出的基础条形码树转换成压缩条形码树的流程图；

图8为本发明实施例示出的利用条形码树对于多个层次数据结构对齐比较的示意图；

图9为本发明实施例提供的一种基于条形码树的可视化形式比较层次结构数据的系统的结构图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1所示为本发明实施例提供的一种通过条形码比较层次结构数据的方法的流程图，所述方法包括：

步骤S101，通过深度优先遍历方法DFS对至少两个待比较层次结构数据进行遍历，获取所述待比较层次结构数据的节点序列。

在本发明实施例中，对于层次结构数据通过DFS(Depth First Search，深度优先遍历)的遍历方法，即可获取对应的节点序列。其中，节点序列中的每个节点都包含其对应的节点参数，所述节点参数包括但不限于：索引值、层级、内部属性等。

通过DFS的遍历获取层次结构数据的节点序列的步骤属于现有技术，在此不做赘述。

步骤S102，根据预设的转换条件将所述节点序列中的节点转换为对应的条形视觉元素，将条形元素次排列即可得到条形码树。

在本发明实施例中，由于节点序列中的节点具有不同的节点参数，为了使条形码可以展示不同的节点参数，使用不同视觉参数展示不同的条形码，所述视觉参数包括但不限于：条形码的宽度、条形码的高度、条形码的颜色深度。同一节点序列中的多个条形依次排列即形成条形码树，通过条形码树即可在后续的步骤中进行层次结构数据的比对。

所述根据预设的转换条件将所述节点序列中的节点转换为对应的条形视觉元素，包括：

1.将所述节点序列中的节点分别转换为条形码中的条形元素。

在本发明实施例中，该步骤仅将节点以条形元素的方式展示出来，并没有对不同的条形码赋予不同的视觉参数，因此该步骤所有的条形元素并不能区分出不同的节点。

2.根据节点的节点参数按照预设的转换条件对所述条形码分别赋予不同的视觉参数。

在本发明实施例中，不同的节点参数对应着不同的转换条件，如：层级为1的节点的条形码的高度为1、宽度为3，层级为2的节点的条形码的高度为1、宽度为2等，根据节点参数即可赋予不同的节点不同的视觉参数，不同的节点即展现为对应的条形码。

步骤S103，对齐所述至少两个条形码树的每一个条形码树，并进行比较。

在本发明实施例中，经过对齐的条形码树即可进行比较了。为了使比较结果更直观和准确，可以对节点不一致的条形码树进行对齐处理，这样就可建立不同的层次结构数据的节点之间的对应关系

所述对齐所述至少两个条形码树的每一个条形码树，包括：

1.比对所述至少两个条形码树，将所述至少两个条形码树中相对应的节点放置到相同的水平位置进行对齐。

在本发明实施例中，每个条形码树中的节点数量通常不同，根据节点对应关系，可以将多个条形码树中的节点放置在相同的水平位置处进行对齐，从而建立节点之间的对应关系。

2.在节点较少的条形码树的每两个相邻节点之间，参照节点较多的条形码树对应的插入占位节点。

在本发明实施例中，由于对多个条形码树进行了对齐处理，既将相对应的节点放置在同样的横向位置处，那么节点较少的条形码树的每两个相邻节点之间就有可能出现间隔，因此，可以在间隔处插入占位节点，使比对的结果更形象。

具体的比对包括：

1.通过对齐条形码树在不同层级的节点，比对层次结构数据的节点数目。

在本发明实施例中，选择对齐条形码树的根节点，比较条形码树的长度既可对比整个层次结构数据中的节点数目；选择对齐某一层的节点，则可以比较以该层节点为根节点的子树中的节点数目。

2.通过对齐条形码树的某个子树在所有层级上的节点比较该子树的层次结构。

在本发明实施例中，对于层次结构数据中不存在的节点使用占位节点进行标志，从而比较得到该子树的不同部分的相似程度。

3.通过与基准条形码树的比对，由特殊标记显示其他条形码树与基准条形码树的区别。

在本发明实施例中，条形码树支持用户选择一个比较基准，其他层次结构数据与该基准数据进行比较，并且展示所比较的结果，即相对于基准数据增加的节点部分使用绿色表示，缺失的节点部分使用红色表示，相同的部分保持原有形式不变，增加堆叠柱状图描述各类节点的数量。

4.通过对齐选择的子树的全部层次的节点，比较层次接收数据的不同粒度

在本发明实施例中，条形码树支持用户对于层次结构数据进行不同粒度的比较，用户选择一个子树，该子树对齐全部层次的节点，而层次结构数据中的其他部分使用条纹图形表示，条纹的密度描述该图形所代表的节点数量，压缩的节点数目越多则条纹节点上的条纹密度越大。用户点击该条纹节点可将被压缩的节点还原到原始排列状态

步骤S104，根据预设的排序顺序对所述条形码树进行排序。

在本发明实施例中，只有有序排列的条形码树才可以进行有效的数据比对，因此需要根据预设的排序顺序对条形码树进行排序，该排序顺序可以根据实际使用的需要设置，在此不做限定。

优选的，所述排序顺序为：按照节点序列从左往右、按照节点序列从右往左、按照节点序列从上往下、按照节点序列从下往上中的一种。

需要指出的是，当存在多个层次结构数据时，可使用以下方法进行排序：

1.条形码树支持用户选择某一个准则对于条形码树进行排序；用户选择某一个节点可以按照该节点的属性值大小对于全部层次结构数据进行排序；用户选择某一个压缩的节点，可以按照压缩节点所代表的原始节点的属性值总和进行排序；

2.在不影响数据的层次结构关系的情况下，条形码树支持对于子树的相对位置进行重排序，从而具有相似结构的层次数据排布更为紧密，帮助用户发现数据中存在的规律；

3.对于大规模的层次结构数据，支持使用鱼眼布局的方式对于条形码树进行排列，可以提高其纵向空间利用效率从而增加支持比较的层次结构数量。

本发明实施例，通过DFS将层次结构数据转换为节点序列，根据预设的转换条件将节点序列转换为条形码树，一个节点对应条形码树中的一个条形元素，多个条形元素排列组成条形码，对条形码树进行对齐，并按照一准则进行统一排序，使得多个层次结构数据之间通过条形码可以方便、直观的建立对应关系，提高了层次结构数据之间的比较效率。

作为本发明的一个可选实施例，在所述根据预设的转换条件将所述节点序列中的节点转换为对应的条形视觉元素，将条形依次排列即可得到条形码树的步骤之后，所述方法还包括：

对所述条形码树进行调整，所述调整包括：压缩具有相同层次结构的条形码树、通过鼠标悬浮操作在条形码树中高亮显示所选择的节点以及与所述选择的节点相关的其它节点、在点击条形码时收缩其他条形码。

在本发明实施例中，在形成条形码树之后，可以对条形码树进行调整，进而使条形码树展示不同的形态。包括：

1.将基础条形码树中重复排列的具有相似层次结构的部分进行压缩，每一个重复子树部分使用一个与其根节点宽度相同的小条形表示，子树的重复次数即为该小条形的数量，对于该小条形进行纵向排列可以有效的提高条形码树的空间利用效率，压缩基础条形码树的横向长度，从而得到压缩条形码树的可视化形式；

2.条形码树支持用户的交互探索行为。当用户鼠标悬停到条形码树的某一个节点上时，从树的根节点到该节点的路径以及路径上的节点会被高亮显示，除此之外，该节点的子孙节点以及兄弟节点也会使用不同颜色进行标识显示；用户鼠标从该节点上移开时会恢复条形码树之前的状态；从而帮助用户了解该节点在整个条形码树的层次结构中所处的位置；

3.当条形码树中的某一个节点被点击时，条形码树支持两种不同的用户交互行为，一是以该节点为根节点的子树收缩，仅仅保持以该节点为根节点的子树部分；二是除以该节点为根节点的子树外的其他子树收缩；子树部分被收缩的节点下方使用三角形标识，三角形的高度和宽度分别编码收缩的子树部分的高度和宽度；再次点击条形码树中的节点会恢复到条形码树子树收缩之前的状态。

如图2所示为本发明实施例示出的将层次结构数据映射为条形码树可视化形式的流程图；

如图3所示为本发明实施例示出的将不同类型的层次结构数据映射到条形码树不同视觉通道上的可视化结果示意图；

如图4所示为本发明实施例示出的条形码树上鼠标悬停交互操作的示意图；

如图5所示为本发明实施例示出的选择条形码树显示层级的交互操作的示意图；

如图6所示为本发明实施例示出的条形码树上鼠标点击交互操作的示意图；

如图7所示为本发明实施例示出的基础条形码树转换成压缩条形码树的流程图；

如图8所示为本发明实施例示出的利用条形码树对于多个层次数据结构对齐比较的示意图。

实施例二

如图9所示为本发明实施例提供的一种通过条形码比较层次结构数据的系统的结构图，所述系统包括：

节点序列获取单元901，用于通过DFS对至少两个待比较层次结构数据进行遍历，获取所述待比较层次结构数据的节点序列。

在本发明实施例中，对于层次结构数据通过DFS(Depth First Search，深度优先遍历)的遍历，即可获取对应的节点序列。其中，节点序列中的每个节点都包含其对应的节点参数，所述节点参数包括但不限于：索引值、层级、内部属性等。

通过DFS的遍历获取层次结构数据的节点序列的步骤属于现有技术，在此不做赘述。

条形码树设置单元902，用于根据预设的转换条件将所述节点序列中的节点转换为对应的条形视觉元素，将条形依次排列即可得到条形码树。

在本发明实施例中，由于节点序列中的节点具有不同的节点参数，为了使条形码可以展示不同的节点参数，使用不同视觉参数展示不同的条形码，所述视觉参数包括但不限于：条形码的宽度、条形码的高度、条形码的颜色深度。同一节点序列中的多个条形码即形成条形码树，通过条形码树即可在后续的步骤中进行层次结构数据的比对。

所述根据预设的转换条件将所述节点序列中的节点转换为对应的条形视觉元素，包括：

1.将所述节点序列中的节点分别转换为条形码中的条形元素。

在本发明实施例中，该步骤仅将节点以条形元素的方式展示出来，并没有对不同的条形码赋予不同的视觉参数，因此该步骤所有的条形元素并不能区分出不同的节点。

2.根据节点的节点参数按照预设的转换条件对所述条形码分别赋予不同的视觉参数。

在本发明实施例中，不同的节点参数对应着不同的转换条件，如：层级为1的节点的条形码的高度为1、宽度为3，层级为2的节点的条形码的高度为1、宽度为2等，根据节点参数即可赋予不同的节点不同的视觉参数，不同的节点即展现为对应的条形码。

比较单元903，用于对齐所述至少两个条形码树的每一个条形码，并进行比较。

在本发明实施例中，经过对齐的条形码树即可进行比较了。为了使比较结果更直观和准确，可以对节点不一致的条形码树进行对齐处理，这样就可建立不同的层次结构数据的节点之间的对应关系。

所述对齐所述至少两个条形码树的每一个条形码树，包括：

1.比对所述至少两个条形码树，将所述至少两个条形码树中相对应的节点放置到相同的水平位置进行对齐。

在本发明实施例中，每个条形码树中的节点数量通常不同，根据节点对应关系，可以将多个条形码树中的节点放置在相同的水平位置处进行对齐，从而建立节点之间的对应关系。

2.在节点较少的条形码树的每两个相邻节点之间，参照节点较多的条形码树对应的插入占位节点。

在本发明实施例中，由于对多个条形码树进行了对齐处理，即将相对应的节点放置在同样的横向位置处，那么节点较少的条形码树的每两个相邻节点之间就有可能出现间隔，因此，可以在间隔处插入占位节点，使比对的结果更形象。

具体的比对包括：

1.通过对齐条形码树在不同层级的节点，比对层次结构数据的节点数目。

在本发明实施例中，选择对齐条形码树的根节点，比较条形码树的长度既可对比整个层次结构数据中的节点数目；选择对齐某一层的节点，则可以比较以该层节点为根节点的子树中的节点数目。

2.通过对齐条形码树的某个子树在所有层级上的节点比较该子树的层次结构。

在本发明实施例中，对于层次结构数据中不存在的节点使用占位节点进行标志，从而比较得到该子树的不同部分的相似程度。

3.通过与基准条形码树的比对，由特殊标记显示其他条形码树与基准条形码树的区别。

在本发明实施例中，条形码树支持用户选择一个比较基准，其他层次结构数据与该基准数据进行比较，并且展示所比较的结果，即相对于基准数据增加的节点部分使用绿色表示，缺失的节点部分使用红色表示，相同的部分保持原有形式不变，增加堆叠柱状图描述各类节点的数量。

4.通过对齐选择的子树的全部层次的节点，比较层次接收数据的不同粒度

在本发明实施例中，条形码树支持用户对于层次结构数据进行不同粒度的比较，用户选择一个子树，该子树对齐全部层次的节点，而层次结构数据中的其他部分使用条纹图形表示，条纹的密度描述该图形所代表的节点数量，压缩的节点数目越多则条纹节点上的条纹密度越大。用户点击该条纹节点可将被压缩的节点还原到原始排列状态

排序单元904，用于根据预设的排序顺序对所述条形码树进行排序。

在本发明实施例中，只有有序排列的条形码树才可以进行有效的数据比对，因此需要根据预设的排序顺序对条形码树进行排序，该排序顺序可以根据实际使用的需要设置，在此不做限定。

优选的，所述排序顺序为：按照节点序列从左往右、按照节点序列从右往左、按照节点序列从上往下、按照节点序列从下往上中的一种。

需要指出的是，当存在多个层次结构数据时，可使用以下方法进行排序：

1.条形码树支持用户选择某一个准则对于条形码树进行排序；用户选择某一个节点可以按照该节点的属性值大小对于全部层次结构数据进行排序；用户选择某一个压缩的节点，可以按照压缩节点所代表的原始节点的属性值总和进行排序；

2.在不影响数据的层次结构关系的情况下，条形码树支持对于子树的相对位置进行重排序，从而具有相似结构的层次数据排布更为紧密，帮助用户发现数据中存在的规律；

3.对于大规模的层次结构数据，支持使用鱼眼布局的方式对于条形码树进行排列，可以提高其纵向空间利用效率从而增加支持比较的层次结构数量。

本发明实施例，通过DFS将层次结构数据转换为节点序列，根据预设的转换条件将节点序列转换为条形码树，一个节点对应条形码树中的一个条形元素，多个条形元素排列组成条形码树，对条形码树进行对齐，并按照一准则进行统一排序，使得多个层次结构数据之间通过条形码可以方便、直观的建立对应关系，提高了层次结构数据之间的比较效率。

作为本发明的一个可选实施例，所述系统还包括：

调整单元，用于对所述条形码树进行调整，所述调整包括：压缩具有相同层次结构的条形码树、通过鼠标悬浮操作在条形码树中高亮显示所选择的节点以及与所述选择的节点相关的其它节点、在点击条形码树中节点时收缩其他相关的节点。

在本发明实施例中，在形成条形码树之后，可以对条形码树进行调整，进而使条形码树展示不同的形态。包括：

1.将基础条形码树中重复排列的具有相似层次结构的部分进行压缩，每一个重复子树部分使用一个与其根节点宽度相同的小条形表示，子树的重复次数即为该小条形的数量，对于该小条形进行纵向排列可以有效的提高条形码树的空间利用效率，压缩基础条形码树的横向长度，从而得到压缩条形码树的可视化形式；

2.条形码树支持用户的交互探索行为。当用户鼠标悬停到条形码树的某一个节点上时，从树的根节点到该节点的路径以及路径上的节点会被高亮显示，除此之外，该节点的子孙节点以及兄弟节点也会使用不同颜色进行标识显示；用户鼠标从该节点上移开时会恢复条形码树之前的状态；从而帮助用户了解该节点在整个条形码树的层次结构中所处的位置；

3.当条形码树中的某一个节点被点击时，条形码树支持两种不同的用户交互行为，以该节点为根节点的子树收缩或者其他子树收缩，仅仅保持以该节点为根节点的子树部分；子树部分被收缩的节点下方使用三角形标识，三角形的高度和宽度分别编码收缩的子树部分的高度和宽度；再次点击条形码树中的节点会恢复到条形码树子树收缩之前的状态。

本领域普通技术人员可以理解为上述实施例所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以在存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于条形码树的可视化形式比较层次结构数据的方法，其特征在于，所述方法包括：

通过深度优先遍历方法DFS对至少两个待比较层次结构数据进行遍历，获取所述待比较层次结构数据的节点序列；

根据预设的转换条件将所述节点序列中的节点转换为对应的条形视觉元素，将条形视觉元素依次排列即可得到条形码树；

对齐至少两个所述条形码树的每一个条形码树，并进行比较；

根据预设的排序顺序对所述条形码树进行排序。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据预设的转换条件将所述节点序列中的节点转换为对应的条形视觉元素，将条形视觉元素依次排列即可得到条形码树的步骤之后，所述方法还包括：

对所述条形码树进行调整，所述调整包括：压缩具有相同层次结构的条形码树、通过鼠标悬浮操作在条形码树中高亮显示所选择的节点以及与所述选择的节点相关的其它节点，在点击条形码时收缩其他条形码。

3.如权利要求1～2任一项所述的方法，其特征在于，所述节点序列中的节点都包含对应的节点参数，所述节点参数包括：索引值、层级、内部属性。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据预设的转换条件将所述节点序列中的节点转换为对应的条形视觉元素，包括：

将所述节点序列中的节点分别转换为条形码中的条形元素；

根据节点的节点参数按照预设的转换条件对所述条形码分别赋予不同的视觉参数。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对齐至少两个所述条形码树的每一个条形码树，包括：

比对所述至少两个条形码树，将所述至少两个条形码树中相对应的节点放置到相同的水平位置上进行对齐；

在节点较少的条形码树的每两个相邻节点之间，参照节点较多的条形码树对应的插入占位节点。

6.一种基于条形码树的可视化形式比较层次结构数据的系统，其特征在于，所述系统包括：

节点序列获取单元，用于通过DFS对至少两个待比较层次结构数据进行遍历，获取所述待比较层次结构数据的节点序列；

条形码树设置单元，用于根据预设的转换条件将所述节点序列中的节点转换为对应的条形视觉元素，将条形视觉元素依次排列即可得到条形码树；

比较单元，用于对齐至少两个所述条形码树的每一个条形码树，并进行比较；

排序单元，用于根据预设的排序顺序对所述条形码树进行排序。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

调整单元，用于对所述条形码树进行调整，所述调整包括：压缩具有相同层次结构的条形码树、通过鼠标悬浮操作在条形码树中高亮显示所选择的节点以及与所述选择的节点相关的其它节点、在点击条形码树中的节点时收缩其孩子节点。

8.如权利要求6～7任一项所述的系统，其特征在于，所述节点序列中的节点都包含对应的节点参数，所述节点参数包括：索引值、层级、内部属性。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述根据预设的转换条件将所述节点序列转换为对应的条形码树，包括：

将所述节点序列中的节点分别转换为条形码树的条形元素；

根据节点的节点参数按照预设的转换条件对所述条形码树的视觉元素分别赋予不同的视觉参数。

10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述对齐至少两个所述条形码树的每一个条形码树，包括：

比对所述至少两个条形码树，将所述至少两个条形码树中相对应的节点放置在相同的水平位置处进行对齐；

在节点较少的条形码树的每两个相邻节点之间，参照节点较多的条形码树对应的插入占位节点。

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