深入探究JFreeChart（1）

谁践踏了优雅 2022-08-05 13:18 342阅读 0赞

### 1  简介  ###

JFreeChart 是 SourceForge.net 上的一个开源项目，它的源码和 API 都可以免费获得。 JFreeChart 的功能非常强大，可以实现饼图 ( 二维和三维 ) ,  柱状图  ( 水平 , 垂直 ), 线图 , 点图 , 时序图 , 甘特图 ,  股票行情图 , 混和图 ,  温度计图 ,  刻度图等常用商用图表，   图形可以导出成 PNG 和 JPEG 格式，同时还可以与 PDF 和 EXCEL 关联，支持对图形的放大、缩小，支持常见图形的 3D 显示。

### 2  图形 对象的处理  ###

### 2 ．1 JFreeChart 对象 ###

JFreeChart 可以生成很多图形对象，它的工厂类提供了 33 个工厂方法用于生成不同的图形对象（具体的工厂方法可以参见 JFreeChart 的 API 手册或者源码中的 ChartFactory 类 ）。              JFreechart 对图形对象的抽象具体化。图形对象（ JFreeChart ），由 Title( 主标题 ) ， SubTitle （子标题 ) ， Plot （图形的绘制结构）等几个主要对象组成。各个组成部分如下图所示：  
![chart.JPG][]

这是一个 JFreeChart 对象，上面的“ chart 标题”是 Title 对象，中间区域是 Plot 对象（包括绘图区域和坐标轴区域），下面的区域是 LegendTitle 对象，是一种 SubTitle 对象。

每个 JFreeChart 对象只能有 1 个 Title 对象， 1 个 Plot 对象，可以有多个 SubTitle 对象。 JFreeChart 对象可以进行的操作有：背景的设置（背景颜色、背景图片、透明度等）、边框的设置（是否可见、笔画、 Paint 等）、渲染方式的设置、标题对象的设置、子标题对象的增删查操作。（本文中的所有操作都不提供代码级的介绍，可参见 API 手册或者源码）

### 2 ．2  主标题对象 ###

主标题对象是 TextTitle 类型，可以进行的操作有：背景设置、字体设置（字体类型、颜色、内容、对齐方式等操作）、 tooltip 设置、 URL 设置。

### 2 ．3  Plot 对象 ###

Plot 对象是图形的绘制结构对象。 JFreeChart 中含有很多不同的 Plot 对象，每一种图形对象中的 Plot 对象都在实例化的时候创建。所有的 Plot 共有的操作有：背景设置（背景颜色、背景图片、透明度等）、前景透明度设置、无数据存在情况的设置（显示的字符内容、显示的字体、显示的 Paint ）、放大缩小比例的设置，大部分 Plot 对象还有设置 Datset 、设置 Renderer 对象操作。

JFreeChart 中有 18 种 Plot 抽象类的具体实现类。 Plot 的具体实现类主要由以下重要对象组成： Renderer 对象（图形的绘制单元——绘图域） Datset （图形的数据源）， DomainAxis （区域轴，相当于 x 轴）， RangeAxis （范围轴，相当于 y 轴）。不同的 Plot 对象组成方式不尽相同，有的不含有 Renderer 对象，比如 CompassPlot 、 ContourPlot 、 MultiplePiePlot 、 PiePlot 等，有的不含有 DomainAxis 、 RangeAxis 对象，另外除了 FastScatterPlot 类都含有 Datset 对象， FastScatterPlot 使用 float 的二维数组充当数据源。尤其说明一点，饼状图相关的 Plot 对象（ MultiplePiePlot 、 PiePlot 、 PiePlot3D 、 RingPlot ）中都不含有 Renderer 对象、 DomainAxis 对象、 RangeAxis 对象。

一般来说， Datset 对象存储数据模型， Renderer 对象存储显示模型， Plot 对象根据 Datset 对象、 Renderer 对象完成画图操作。

仍以上面的图形讲解 Plot 对象的组成。  
![chart.JPG][]

上图的中间区域是是一个 XYPlot 对象。其中的折线部分即是图形的绘制单元 Renderer 对象。 X 轴是 DomainAxis ， y 轴是 RangeAxis ，其中 Datset 对象属于数据模型范畴，是 UI 不可见对象。该图中的 plot 背景色、网格线的各种设置可以通过 XYPlot 对象本身完成。

下面讲解 Renderer 对象、 Axis 对象（ X 轴、 y 轴都属于 Axis 对象）， Datset 对象在后续章节中专门讲解。

### 2 ．3 ．1 Renderer 对象 ###

Renderer 对象是图形的绘制单元。 JFreeChart 提供了两个接口 CategoryItemRenderer 和 XYItemRenderer 、 1 个抽象类 AbstractRenderer 供具体的 Renderer 类实现，给出了将近 50 种具体实现类。

一般来说 Renderer 对象可进行的操作有：对 item label （下图中的柱状图上的红色数字即为 item label 的示例）的默认设置（ item label 的产生方式、是否可见、字体、 Paint 、正反向 item label 的位置设置等）、绘制图形的边框默认设置（ Paint 、笔画、是否可见等）、绘制图形的默认设置（形状、笔画、是否可见、对应的图例中是否可见等，折线图还有线条是否可见、折点图形是否可见、折点图形是否填充、折点图形的形状、对应的图例中线条是否可见、图形是否可见、整体是否可见等）、以及对指定 item label 的设置、指定绘制图形的设置。可以说和具体绘制的图形相关的属性都可以通过 Renderer 对象设置。  
![chart3.JPG][]

不同的 Renderer 的实现类实现了不同的显示方式，在含有 Renderer 对象的 JFreeChart 对象中， R enderer 对象决定了JFreeChart 对象的显示方式。例如：柱状图的Plot 对象中默认的Renderer 对象是 CategoryItemRenderer 对象，通过设置 Plot 对象的Renderer 对象 为 LineAndShapeRenderer ，则柱状图变为线图。使用中一般不需要显式的实例化一个 R enderer 对象，一般通过 JFreeChart 对象的 Plot 对象调用现有的 R enderer 对象进行重新设置等操作。

### 2 ．3 ．2 Axis 对象 ###

JFreeChart 提供了两种类型的坐标轴： CategoryAxis （等级轴）和 ValueAxis （值轴）， ValueAxis 又有 3 个子类： DateAxis （时间轴）、 NumberAxis （数字轴）、 PeriodAxis （时期轴）。这些坐标轴还有更详细的子类，不再一一列举

Axis 对象可进行的操作有：标题的设置（内容、字体、Paint 、显示角度等）、坐标线的设置（笔画、Paint 、是否可见等）、刻度线的设置（是否可见、笔画、Paint 、位于绘图区域的长度、位于绘图区域外的长度等）、刻度标示的设置（笔画、Paint 、字体、与轴的距离等）、坐标轴范围设置等。

CategoryAxis 对象还可以进行的操作有： 刻度标示间距 设置（ 最小间距、最大间距、指定间距）等。

ValueAxis 对象可进行的操作有：轴端设置（显示的图形形状）、范围设置（是否自动产生范围、自动产生的最小范围、最大范围、指定确定范围、指定范围大小等）、间隔设置（是否自动产生间隔、指定间隔）等。

DateAxis 对象还有对时间刻度显示格式的设置操作。

### 2 ． 4  子标题对象  ###

子标题对象是 Title 类型的对象，一个JFreeChart 可以有多个子标题对象。JFreeChart 提供了5 种Title 的实现，可以是图片、文本、图例等的形式。

（数据源以及常用图形的处理以及进一步的讨论在后续文章中介绍）

### 3  数据源处理  ###

JFreeChart 中的数据源是DataSet 接口类型。该接口有三个主要的子类接口：CategoryDataset 、PieDataset 、SeriesDataset

CategoryDataset 接口的实现类基本上都维护了一个三元组<value,row,col> 的列表结构。不同的实现类中value  的类型不相同。<row,col> 唯一确定一个三元组。CategoryDataset 的实现类提供对这个三元组的增删改查操作。

PieDataset  接口有两个主要的实现类：CategoryToPieDataset  、DefaultPieDataset 。PieDataset 接口的实现类基本上都维护了一个二元组<key,value> 的列表结构。Key 唯一确定一个二元组。CategoryDataset 的实现类提供对这个二元组的增删改查操作。CategoryToPieDataset 中的二元结构列表通过对CategoryDataset 类型的对象指定行或者列转化过来。DefaultPieDataset 直接维护一个二元结构列表。

SeriesDataset 接口的实现类基本上都维护了一种特定数据结构的列表。以TimeSeriesCollection 为例。它维护一个TimeSeries 对象列表，提供对该列表的增删查操作。每个TimeSeries 对象维护一个<time,value> 列表，提供对该列表的增删改查操作。

## 三 JFreeChart 中对常见图形的处理 ##

JFreeChart 并不存在多个不同的类来生成不同的图形。所有的图形都是具体类 JFreeChart 的实例化对象，初始化 JFreeChart 对象的时候通过指定不同的 Plot 实现类就可以显示出不同的图形。不同的 Plot 实现类具有不同的 Renderer 对象、 Axis 对象、 Dataset 对象。

JFreeChart 提供工厂类 ChartFactory 方便使用者生成各种不同的图形。 ChartFactory 类的各个工厂方法中实现对具体 Plot 的指定以及对类 JFreeChart 构造函数的调用。

下面以常用图形说一下常用的使用流程（大部分的操作讲的并不全面，比如 JFreeChart 可能提供了很多增加、修改数据的方式，下文中可能只列举一种）。

### 1  柱状图 ###

（ 1 ）平面柱状图

生成柱状图操作：

JFreeChart chart = ChartFactory.createBarChart(

String title,                 // 图标题

String categoryAxisLabel,     //x 轴标题

String valueAxisLabel,       //y 轴标题

CategoryDataset dataset,      // 数据源

PlotOrientation orientation,    // 显示方向

boolean legend,             // 是否显示图例

boolean tooltips,            // 是否显示 tooltip

boolean urls) ；               // 是否指定 url

平面柱状图的 Plot 对象是 CategoryPlot 类型。 CategoryPlot 对象的 x 轴是 CategoryAxis 对象， y 轴是 NumberAxis 对象，绘制单元是 BarRenderer 对象，数据源是 CategoryDataset 对象。

获取 CategoryPlot 对象操作为：

CategoryPlot  plot = ( CategoryPlot ) chart.getPlot(); 或者

CategoryPlot plot = chart.getCategoryPlot();

获取绘制单元操作：

BarRenderer renderer = (BarRenderer) plot.getRenderer();

获取 x 轴的操作：

CategoryAxis  xAxis = ( CategoryAxis ) plot.getDomainAxis();

获取 y 轴操作：

NumberAxis yAxis = (NumberAxis) plot.getRangeAxis();

获取数据源：

CategoryDataset dataset=plot.getDataset();

柱状图可以接受一切 CategoryDataset 类型的数据源，下面讲解一下常用的 CategoryDataset 类型 DefaultCategoryDataset 的使用方式

实例化：

DefaultCategoryDataset dataset = new DefaultCategoryDataset();

增加数据

dataset .addValue(double value, Comparable rowKey, Comparable columnKey) ;

删除数据：

dataset .removeValue(Comparable rowKey, Comparable columnKey);

或者

dataset.  removeColumn(int columnIndex);

或者

dataset.  removeColumn(Comparable columnKey);

对行同样有上述两种删除方式，不在列举。

修改数据：

dataset.  setValue(double value, Comparable rowKey, Comparable columnKey);

查询数据 :

对 plot 对象、绘制单元、 x 轴、 y 轴的显示特性修改不再一一介绍。

（ 2 ） 3D 柱状图

对应的工厂方法为 createBarChart3D ，该方法的参数与平面柱状图相同。 3D 柱状图的 Plot 对象是 CategoryPlot 类型。 CategoryPlot 对象的 x 轴是 CategoryAxis3D 对象， y 轴是 NumberAxis3D 对象，绘制单元是 BarRenderer3D 对象，数据源是 CategoryDataset 对象。

具体使用以及操作与平面柱状图雷同，不在详述。

### 2  饼状图 ###

(1) 平面饼状图

生成平面饼状图：

JFreeChart chart = ChartFactory. createPieChart(String title,  // 图标题

PieDataset dataset,        // 数据源

boolean legend,            // 是否显示图例

boolean tooltips,            // 是否显示tooltip

boolean urls) ；           // 是否指定url

平面饼状图的Plot 对象是PiePlot 类型。PiePlot 对象没有x 轴对象、y 轴对象、绘制单元对象，数据源是PieDataset 对象。

获取PiePlot 对象操作为：

PiePlot plot = (PiePlot) chart.getPlot();

获取数据源：

PieDataset dataset=  plot .getDataset();

饼状图可以接受一切 PieDataset 类型的数据源，下面讲解一下常用的 PieDataset 类型 DefaultPieDataset 的使用方式

实例化：

DefaultPieDataset dataset = new DefaultPieDataset();

增加修改操作：

dataset. setValue(Comparable key, double value);

删除操作：

dataset. remove(Comparable key);

查询操作：

dataset.  getKey(int item);

或者

dataset.  getValue(int item);

(1)3D 饼状图

对应的工厂方法为 createPieChart3D ，参数与平面饼状图相同。与平面饼状图的差别在于 Plot 对象是PiePlot3D 类型 ，不再详述。

### 3  多重饼状图 ###

（ 1 ）多重平面饼状图

生成多重平面饼状图：

JFreeChart chart = ChartFactory. createMultiplePieChart

(String title,               // 图标题

CategoryDataset dataset,     // 数据源

TableOrder order,       // 指定提取数据的方式（按行或者按列）

boolean legend,            // 是否显示图例

boolean tooltips,            // 是否显示 tooltip

boolean urls)    ；             // 是否指定 url

多重平面饼状图的 Plot 对象是 MultiplePiePlot 类型。 MultiplePiePlot 对象没有 x 轴对象、 y 轴对象、绘制单元对象，数据源是 CategoryDataset 对象。 MultiplePiePlot 对象中可以含有多个子 JFreeChart 对象，子 JFreeChart 对象是上面讲过的饼状图对象。

获取 MultiplePiePlot 对象操作为：

MultiplePiePlot plotMain = (MultiplePiePlot) chart.getPlot();

获取子 JFreeChart 的操作为：

JFreeChart childChart=plotMain.getPieChart();

获取数据源：

CategoryDataset dataset=  plotMain .getDataset();

（ 2 ）多重 3D 饼状图

对应的工厂方法为 createMultiplePieChart3D ，该方法的参数与 多重平面饼状图 相同。 多重 3D 饼状图的 Plot 对象是 MultiplePiePlot 类型。 MultiplePiePlot 对象中可以含有多个子 JFreeChart 对象，子 JFreeChart 对象是上面讲过的 3D 饼状图对象。

### 4  线图 ###

（ 1 ）平面线图

生成平面线图：

JFreeChart chart = ChartFactory. createLineChart(String title,  // 图标题

String categoryAxisLabel,         //x 轴标题

String valueAxisLabel,            //y 轴标题

CategoryDataset dataset,           // 数据源

PlotOrientation orientation,         // 显示方向

boolean legend,                 // 是否显示图例

boolean tooltips,                 // 是否显示 tooltip

boolean urls);                  // 是否指定 url

平面线图除了的 Plot 对象中绘制单元对象是 LineAndShapeRenderer 对象，其他一切组成对象与平面柱状图相同。

获取 Renderer 操作：

LineAndShapeRenderer renderer=(LineAndShapeRenderer) plot.getRenderer();

其他参考平面柱状图。

（ 2 ） 3D 线图

对应工厂方法为 createLineChart3D ，参数与 createLineChart 相同。 3D 线图的组成对象除了绘制单元对象是 LineAndShapeRenderer3D 对象，其他一切组成对象与 3D 柱状图相同。

### 5  时序图 ###

生成时序图：

JFreeChart chart = ChartFactory.createTimeSeriesChart(

String title,    // 图标题

String timeAxisLabel,   //x 轴标题

String valueAxisLabel,  //y 轴标题

XYDataset dataset,       // 数据源

boolean legend,          // 是否显示图例

boolean tooltips,        // 是否显示 tooltip

boolean urls);           // 是否指定 url

时序图的 Plot 对象是 XYPlot 类型。 XYPlot 对象的 x 轴是 DateAxis 对象， y 轴是 NumberAxis 对象，绘制单元是 XYLineAndShapeRenderer 对象，数据源是 XYDataset 对象。

Plot 对象的获取操作：

XYPlot plot = (XYPlot) chart.getPlot();

X 轴对象的获取操作：

DateAxis xAxis = (DateAxis) plot.getDomainAxis();

Y 轴对象的获取操作：

NumberAxis yAxis =(NumberAxis) plot.getRangeAxis();

Renderer 对象的获取操作：

XYItemRenderer renderer= plot.getRenderer();

时序图可以接受一切 XYDataset 类型的数据源，下面讲解一下常用的 XYDataset 类型 TimeSeriesCollection 的使用方式。

实例化：

TimeSeriesCollection dataset=new TimeSeriesCollection();

添加数据操作：

dataset.  addSeries(TimeSeries); //  后面讲解 TimeSeries 对象

删除数据操作：

dataset.  removeSeries(int index);

查询数据操作 :

dataset.  getSeries(int series);

TimeSeries 对象操作

实例化：

TimeSeries ts=TimeSeries(String name, Class timePeriodClass);

增加数据操作：

ts.  add(RegularTimePeriod period, double value);

删除数据操作：

ts.  delete(RegularTimePeriod period);

修改数据操作：

ts.  update(RegularTimePeriod period, Number value);

查询数据操作：

ts.  getValue(RegularTimePeriod period);

类 RegularTimePeriod 是 JFreeChart 提供的时间模板类，它有很多具体的时间类，比如： Minute 、 Second 、 Hour 、  Day…… 等，不再详述。

转自：http://www.blogjava.net/JavaExplore/archive/2006/09/01/67217.html

[chart.JPG]: /images/20220805/498e12a882fe40a9adb28f832904cf42.png
[chart3.JPG]: /images/20220805/78828d6dcbfd41f48783460dcf9db166.png

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