JFreeChart - 快速指南

---

JFreeChart - 概述

图表是信息的图形表示。有多种可用工具可用于创建不同类型的图表。JFreeChart项目由 David Gilbert 于 2000 年2月创立。如今，它是 Java 开发人员中使用最广泛的图表库。

本教程将帮助您了解 JFreeChart 到底是什么、为什么需要它，以及在基于 Java 的应用程序中或独立创建不同类型的图表的各种方法。

什么是 JFreeChart？

JfreeChart是一个用Java开发的开源库。它可以在基于 Java 的应用程序中使用来创建各种图表。通过使用JFreeChart，我们可以创建所有主要类型的2D和3D图表，例如饼图、条形图、折线图、XY图和3D图表。

为什么选择 JFreeChart？

JFreeChart 是开源的并且 100% 免费，允许在商业应用程序中免费使用。我们在这里列出了更多支持您为什么应该使用 JFreeChart 的观点 -

• 它带有记录良好的 API，这使得它非常容易理解。

• 它支持多种图表类型，例如饼图、折线图、条形图、面积图和 3D 图表。

• JFreeChart 易于扩展，可用于客户端和服务器端应用程序。

• 它支持多种输出格式，如 PNG、JPEG、PDF、SVG 等。

• 它允许对图表进行广泛的定制。

考虑这样一种情况：您正在开发应用程序，需要以图表的形式显示数据，并且数据本身是动态填充的。在这种情况下，使用 JFreeChart 编程以图表的形式显示数据非常简单。

JFreeChart - 安装

JFreeChart 因其高效的图表创建和用户友好的安装设置而广受欢迎。本章介绍在 Windows 和 Linux 上设置 JFreeChart 的过程。安装 JFreeChart 时需要用户管理。

系统要求

安装 JFreeChart

要安装 JFreeChart，有以下三个步骤：

第 1 步：验证 Java 安装

要验证 Java 安装，请打开控制台并执行以下 java 命令 -

正确完成 Java 安装后，您应该获得两个操作系统的以下输出 -

如果您没有安装 Java，请从链接安装 Java 软件开发工具包 (SDK) -

https://www.oracle.com/technetwork/java/javase/downloads/index.html

我们假设您在继续本教程之前已经安装了 Java 1.7.0_60 版本。

第二步：设置JAVA环境

设置JAVA_HOME环境变量以指向计算机上安装 Java 的基本目录位置。例如，

将 Java 编译器位置附加到系统路径。

如上所述，根据提示的命令验证命令java -version 。

第 3 步：安装 JFreeChart

从链接http://www.jfree.org/jfreechart/download/下载最新版本的 JFreeChart.zip将下载的文件解压缩到可以将所需库链接到 Java 程序的任何位置。下图显示了目录和文件的结构 -

将 jfreechart-1.0.18.jar 和 jcommon-1.0.22.jar 文件的完整路径添加到 CLASSPATH 中，如下所示 -

注意- 为了与 MySql 数据库通信，您还需要将类路径设置为mysql-connector-java-5.0.8-bin.jar。

JFreeChart - 架构

本章介绍了 JFreeChart 的基本类级别和应用程序级别体系结构，让您了解 JFreeChart 如何与不同的类交互以及它如何适合基于 Java 的应用程序。

类级架构

类级架构解释了库中的各个类如何相互交互以创建各种类型的图表。

以下是上述框图中使用的单元的详细信息 -

应用层架构

应用程序级架构解释了 JFreeChart 库在 Java 应用程序中的位置。

客户端程序接收用户数据，然后根据需求使用标准 Java 和 JFreeChart API 生成框架形式的输出，该输出可以直接在应用程序内部显示，也可以以 JPEG 或 PNG 等图像格式独立显示。

JFreeChart - 引用的 API

在本章中，我们将讨论 JFreeChart 库中的一些重要的包、类和方法。这些包、类和方法是使用 JFreeChart 库创建各种图表时最常用的。

图表工厂类

ChartFactory是org.jfree.chart包下的一个抽象类。它提供了一系列用于生成标准图表的实用方法。

以下是一些重要方法的列表 -

类构造函数

类方法

图表框架类

org.jfree.chart 包下的 ChartFrame 类提供了所有与框架相关的功能和实用程序。ChartFrame 类继承了父类（例如 Frame、Window、Container 和 Component 类）的功能。

类构造函数

类方法

图表面板类

org.jfree.chart包中的 ChartPanel 类用作显示 JfreeChart 对象的 swing GUI 组件。

类构造函数

类方法

图表实用程序类

org.jfree.chart包中的 CharUtilites 类提供了 JFreeCharts 实用方法的集合，包括将图表转换为图像文件格式（如 PNG、JPEG）以及创建 HTML 图像映射的方法。

类构造函数

类方法

JFreeChart 类

JFreeChart类是org.jfree.chart包下的核心类。此类提供 JFreeChart 方法来创建条形图、折线图、饼图和包括时间序列数据的 xy 图。

类构造函数

类方法

饼图类

该类是org.jfree.chart.plot包的一部分，并从同一包扩展 Plot 类。此类提供了创建饼图的方法。

类构造函数

类方法

PiePlot3D 类

PiePlot3D 类是同一包下 PiePlot 类的子类。因此，该类具有与 PiePlot 类相同的功能，只不过它用于创建 3D 绘图。

类构造函数

类方法

Plotly方向类

这是org.jfree.chart.plot包中提供的序列化类，用于显示 2D 绘图的方向。方向可以是垂直的或水平的。它设置 Y 轴的方向。传统绘图具有垂直 Y 轴。

现场总结

类方法

XY图类

这是org.jfree.chart.plot包中提供的通用类，用于以 (x,y) 对的形式绘制数据。该图可以使用来自实现 XYDataSet 接口的任何其他类的数据。XYPlot 使用 XYItemRenderer 绘制绘图上的每个点。

类构造函数

类方法

数轴类

该类在org.jfree.chart.axis包中可用，它可以访问任何轴的数值数据。当我们将任何轴的范围设置为默认值时，它都会根据数据的范围进行拟合。但是使用 NumberAxis 类我们可以设置域轴和范围轴的下边距和上边距。

类构造函数

类方法

XYLineAndShapeRenderer 类

这是org.jfree.chart.renderer.xy包下提供的类，它负责用线条连接数据点并在每个数据点绘制形状。该渲染器类设计用于与XYPlot类一起使用。

类构造函数

类方法

XYItemRenderer 通用数据集

这是一个用于在 XY 图上呈现单个 (x, y) 项的格式的接口。该包是org.Jfree.data.general，它具有用于定义不同类型的数据集来构建图表的类和接口。

饼图数据集

这是一个用作通用数据集的接口，其中值与键相关联。顾名思义，您可以使用此数据集为饼图提供数据。该接口扩展了 KeyedValues 和 DataSet 接口。该接口使用的所有方法均取自 KeyedValues、Values 和 Dataset 接口。

默认PieDataset类

这是 PieDataset 接口的默认实现类。

类构造函数

类方法

SeriesException 类

这是一个异常类。它引发了数据集中数据时间序列中发生的异常。出现重复或无效数据时会引发异常。时间序列不得重复应用，且格式必须有效。

默认类别数据集

这是CategoryDataset接口的默认实现类。

类构造函数

类方法

有关各种其他方法和字段的更多信息，请参阅 JFreeChart API。

系列数据集

系列数据集由 XY 图表使用。该包是org.Jfree.data.xy，其中包含属于 xy 图表的类和接口。核心接口是XYDataset。

XY数据集

这是一个接口，通过它可以访问 (x,y) 项形式的数据。顾名思义，您可以使用此数据集来提供 XY 图表。该接口中的一些方法取自SeriesDateset接口。

XYZ数据集

这是一个接口，通过它可以访问 (x,y,z) 项形式的数据。顾名思义，您可以使用此数据集来提供 XYZ 图表。该接口中的一些方法取自SeriesDateset。

XY系列

这是一个类，表示 (x, y) 形式的零个或多个数据项的序列。默认情况下，系列中的项目按 x 值升序排序，并且允许重复的 x 值。排序和重复默认值都可以在构造函数中更改。Y 值可以表示为 null 以表示缺失值。

类构造函数

类方法

教程示例中使用了上述方法。如果您想了解其余的方法和字段，请参考JFreeChart API。

XY系列系列

XYSeriesCollection 类具有 AbstractIntervelDataset、AbstractXYDatset、AbstractSeriesDataset 和 AbstractDataset 等父类。该类中的一些方法属于该类的父类。

类构造函数

类方法

请参阅 JFreeChart API 了解其余方法和字段。

默认 XYZ 数据集

DefaultXYZDataset 类具有 AbstractIntervelDataset、AbstractXYDatset、AbstractSeriesDataset、AbstractDataset 和 AbstractXYZDataset 等父类。该类中的一些方法属于该类的父类。

类构造函数

类方法

其余方法和字段请参考 JFreeChart API。

JFreeCharts 中的时间序列

该包是org.jfree.data.time。该包包含用于时间相关数据的类和接口。

时间序列

此类表示周期值形式的数据项序列，其中周期是 RegularTimePeriod 抽象类的一些实例，例如 Time、Day、Hour、Minute 和 Second 类。

类构造函数

类方法

请参阅 JFreeChart API 了解其余方法和字段。

时间序列集合

这是一个用作时间序列对象集合的类。该类实现 XYDataset 接口，并扩展 IntervelXYDataset 接口。这使得收集系列数据对象变得很方便。

类构造函数

类方法

其余方法和字段请参考 JFreeChart API。

第二

该类代表特定一天中的一秒钟。该类是不可变的，这是所有 RegularTimePeriod 子类的要求。

类构造函数

类方法

其余方法和字段请参考 JFreeChart API。

JFreeCharts 中的框架

该包是org.jfree.ui。这是属于 JFreeChart 的 JCommons API 的包。它包含用于为预配置图表创建框架的实用程序类。

应用框架

这是用于创建简单应用程序主框架的基类。该框架侦听窗口关闭事件，并通过关闭 JVM 进行响应。这对于小型演示应用程序来说很好。对于企业应用程序，您需要使用更强大的东西。该类中的主要核心方法取自 Component、Container、Window、Frame 和 Jframe 类。

类构造函数

此类有助于创建 AWT 框架。这就是我们在本教程示例中使用此类作为超类的原因。

从父类中获取的方法用于打开框架、关闭框架、更改大小、更改背景或前景色以及侦听器。

炼油厂公用事业

这是与用户界面相关的实用方法的类集合。

类方法

教程示例中使用了上述方法。有关其余方法和字段，请参阅 JFreeChart API。

JFreeChart - 饼图

在饼图中，每个扇形的弧长与其代表的数量成正比。本章演示如何使用 JFreeChart从给定的业务数据集创建饼图。

业务数据

以下示例借助饼图描述了移动销售。以下是不同移动品牌及其销量（每天的数量）的列表。

基于AWT的应用程序

以下是使用上述信息创建饼图的代码。此代码可帮助您在任何基于 AWT 的应用程序中嵌入饼图。

import javax.swing.JPanel;

import org.jfree.chart.ChartFactory;
import org.jfree.chart.ChartPanel;
import org.jfree.chart.JFreeChart;
import org.jfree.data.general.DefaultPieDataset;
import org.jfree.data.general.PieDataset;
import org.jfree.ui.ApplicationFrame;
import org.jfree.ui.RefineryUtilities;
 
public class PieChart_AWT extends ApplicationFrame {
   
   public PieChart_AWT( String title ) {
      super( title ); 
      setContentPane(createDemoPanel( ));
   }
   
   private static PieDataset createDataset( ) {
      DefaultPieDataset dataset = new DefaultPieDataset( );
      dataset.setValue( "IPhone 5s" , new Double( 20 ) );  
      dataset.setValue( "SamSung Grand" , new Double( 20 ) );   
      dataset.setValue( "MotoG" , new Double( 40 ) );    
      dataset.setValue( "Nokia Lumia" , new Double( 10 ) );  
      return dataset;         
   }
   
   private static JFreeChart createChart( PieDataset dataset ) {
      JFreeChart chart = ChartFactory.createPieChart(      
         "Mobile Sales",   // chart title 
         dataset,          // data    
         true,             // include legend   
         true, 
         false);

      return chart;
   }
   
   public static JPanel createDemoPanel( ) {
      JFreeChart chart = createChart(createDataset( ) );  
      return new ChartPanel( chart ); 
   }

   public static void main( String[ ] args ) {
      PieChart_AWT demo = new PieChart_AWT( "Mobile Sales" );  
      demo.setSize( 560 , 367 );    
      RefineryUtilities.centerFrameOnScreen( demo );    
      demo.setVisible( true ); 
   }
}

让我们将上述 Java 代码保留在PieChart_AWT.java文件中，然后根据提示的命令编译并运行它：

$javac PieChart_AWT.java  
$java PieChart_AWT

如果一切正常，它将编译并运行以生成以下饼图 -

如果您不需要将图表嵌入到任何应用程序中，则可以在命令提示符下创建图表图像。JFreeChart 允许您以 JPG 或 PNG 格式保存图表图像。

JPEG 图像创建

让我们重写上面的示例以从命令行生成 JPEG 图像。以下是 JFreeChart 库提供的两个 API，您可以根据需要使用它们生成 PNG 或 JPEG 图像。

• saveChartAsPNG() - 以 PNG 格式保存图像的 API。

• saveChartAsJPEG() - 以 JPEG 格式保存图像的 API。

import java.io.*;

import org.jfree.chart.ChartUtilities;
import org.jfree.chart.ChartFactory;
import org.jfree.chart.JFreeChart;
import org.jfree.data.general.DefaultPieDataset;

public class PieChart {
   
   public static void main( String[ ] args ) throws Exception {
      DefaultPieDataset dataset = new DefaultPieDataset( );
      dataset.setValue("IPhone 5s", new Double( 20 ) );
      dataset.setValue("SamSung Grand", new Double( 20 ) );
      dataset.setValue("MotoG", new Double( 40 ) );
      dataset.setValue("Nokia Lumia", new Double( 10 ) );

      JFreeChart chart = ChartFactory.createPieChart(
         "Mobile Sales",   // chart title
         dataset,          // data
         true,             // include legend
         true,
         false);
         
      int width = 640;   /* Width of the image */
      int height = 480;  /* Height of the image */ 
      File pieChart = new File( "PieChart.jpeg" ); 
      ChartUtilities.saveChartAsJPEG( pieChart , chart , width , height );
   }
}

让我们将上述 Java 代码保留在PieChart.java文件中，然后根据提示的命令编译并运行它：

$javac PieChart.java  
$java PieChart

如果一切正常，它将编译并运行以在当前目录中创建一个名为PieChart.jpeg的 JPEG 图像文件。

JFreeChart - 条形图

本章演示如何使用 JFreeChart从给定的业务数据集创建条形图。

条形图使用不同方向（水平或垂直）的条形来显示不同类别的比较。图表的一个轴（域轴）显示正在比较的特定域，另一轴（范围轴）表示离散值。

业务数据

以下示例借助条形图描述了各种汽车统计数据。以下是汽车品牌及其不同特征的列表，我们将使用条形图显示 -

基于AWT的应用程序

以下是根据上述给定信息创建条形图的代码。此代码可帮助您在任何基于 AWT 的应用程序中嵌入条形图。

import org.jfree.chart.ChartFactory;
import org.jfree.chart.ChartPanel; 
import org.jfree.chart.JFreeChart; 
import org.jfree.chart.plot.PlotOrientation;
import org.jfree.data.category.CategoryDataset; 
import org.jfree.data.category.DefaultCategoryDataset; 
import org.jfree.ui.ApplicationFrame; 
import org.jfree.ui.RefineryUtilities; 

public class BarChart_AWT extends ApplicationFrame {
   
   public BarChart_AWT( String applicationTitle , String chartTitle ) {
      super( applicationTitle );        
      JFreeChart barChart = ChartFactory.createBarChart(
         chartTitle,           
         "Category",            
         "Score",            
         createDataset(),          
         PlotOrientation.VERTICAL,           
         true, true, false);
         
      ChartPanel chartPanel = new ChartPanel( barChart );        
      chartPanel.setPreferredSize(new java.awt.Dimension( 560 , 367 ) );        
      setContentPane( chartPanel ); 
   }
   
   private CategoryDataset createDataset( ) {
      final String fiat = "FIAT";        
      final String audi = "AUDI";        
      final String ford = "FORD";        
      final String speed = "Speed";        
      final String millage = "Millage";        
      final String userrating = "User Rating";        
      final String safety = "safety";        
      final DefaultCategoryDataset dataset = 
      new DefaultCategoryDataset( );  

      dataset.addValue( 1.0 , fiat , speed );        
      dataset.addValue( 3.0 , fiat , userrating );        
      dataset.addValue( 5.0 , fiat , millage ); 
      dataset.addValue( 5.0 , fiat , safety );           

      dataset.addValue( 5.0 , audi , speed );        
      dataset.addValue( 6.0 , audi , userrating );       
      dataset.addValue( 10.0 , audi , millage );        
      dataset.addValue( 4.0 , audi , safety );

      dataset.addValue( 4.0 , ford , speed );        
      dataset.addValue( 2.0 , ford , userrating );        
      dataset.addValue( 3.0 , ford , millage );        
      dataset.addValue( 6.0 , ford , safety );               

      return dataset; 
   }
   
   public static void main( String[ ] args ) {
      BarChart_AWT chart = new BarChart_AWT("Car Usage Statistics", 
         "Which car do you like?");
      chart.pack( );        
      RefineryUtilities.centerFrameOnScreen( chart );        
      chart.setVisible( true ); 
   }
}

让我们将上述 Java 代码保留在BarChart_AWT.java文件中，然后根据提示的命令编译并运行它：

$javac BarChar_AWT.java  
$java BarChart_AWT

如果一切正常，它将编译并运行以生成以下条形图 -

JPEG 图像创建

让我们重写上面的示例以从命令行生成 JPEG 图像。

import java.io.*;

import org.jfree.chart.ChartFactory;
import org.jfree.chart.JFreeChart;
import org.jfree.chart.plot.PlotOrientation;
import org.jfree.data.category.DefaultCategoryDataset;
import org.jfree.chart.ChartUtilities;

public class BarChart {
   
   public static void main( String[ ] args )throws Exception {
      final String fiat = "FIAT";
      final String audi = "AUDI";
      final String ford = "FORD";
      final String speed = "Speed";
      final String millage = "Millage";
      final String userrating = "User Rating";
      final String safety = "safety";

      final DefaultCategoryDataset dataset = new DefaultCategoryDataset( );
      dataset.addValue( 1.0 , fiat , speed );
      dataset.addValue( 3.0 , fiat , userrating );
      dataset.addValue( 5.0 , fiat , millage );
      dataset.addValue( 5.0 , fiat , safety );

      dataset.addValue( 5.0 , audi , speed );
      dataset.addValue( 6.0 , audi , userrating );
      dataset.addValue( 10.0 , audi , millage );
      dataset.addValue( 4.0 , audi , safety );

      dataset.addValue( 4.0 , ford , speed );
      dataset.addValue( 2.0 , ford , userrating );
      dataset.addValue( 3.0 , ford , millage );
      dataset.addValue( 6.0 , ford , safety );

      JFreeChart barChart = ChartFactory.createBarChart(
         "CAR USAGE STATIStICS", 
         "Category", "Score", 
         dataset,PlotOrientation.VERTICAL, 
         true, true, false);
         
      int width = 640;    /* Width of the image */
      int height = 480;   /* Height of the image */ 
      File BarChart = new File( "BarChart.jpeg" ); 
      ChartUtilities.saveChartAsJPEG( BarChart , barChart , width , height );
   }
}

让我们将上述 Java 代码保留在 BarChart.java 文件中，然后根据提示的命令编译并运行它：

$javac BarChart.java  
$java BarChart 

如果一切正常，它将编译并运行以在当前目录中创建一个名为BarChart.jpeg的 JPEG 图像文件。

JFreeChart - 折线图

折线图或折线图将信息显示为由直线段连接的一系列数据点（标记）。折线图显示数据在相同时间频率下如何变化。

本章演示如何使用 JFreeChart从给定的业务数据集创建折线图。

业务数据

下面的例子绘制了一个折线图来显示从 1970 年开始不同年份开办学校数量的趋势。

给定数据如下 -

基于AWT的应用程序

以下是根据上面给出的信息创建折线图的代码。此代码可帮助您在任何基于 AWT 的应用程序中嵌入折线图。

import org.jfree.chart.ChartPanel;
import org.jfree.chart.ChartFactory;
import org.jfree.chart.JFreeChart;
import org.jfree.ui.ApplicationFrame;
import org.jfree.ui.RefineryUtilities;
import org.jfree.chart.plot.PlotOrientation;
import org.jfree.data.category.DefaultCategoryDataset;

public class LineChart_AWT extends ApplicationFrame {

   public LineChart_AWT( String applicationTitle , String chartTitle ) {
      super(applicationTitle);
      JFreeChart lineChart = ChartFactory.createLineChart(
         chartTitle,
         "Years","Number of Schools",
         createDataset(),
         PlotOrientation.VERTICAL,
         true,true,false);
         
      ChartPanel chartPanel = new ChartPanel( lineChart );
      chartPanel.setPreferredSize( new java.awt.Dimension( 560 , 367 ) );
      setContentPane( chartPanel );
   }

   private DefaultCategoryDataset createDataset( ) {
      DefaultCategoryDataset dataset = new DefaultCategoryDataset( );
      dataset.addValue( 15 , "schools" , "1970" );
      dataset.addValue( 30 , "schools" , "1980" );
      dataset.addValue( 60 , "schools" ,  "1990" );
      dataset.addValue( 120 , "schools" , "2000" );
      dataset.addValue( 240 , "schools" , "2010" );
      dataset.addValue( 300 , "schools" , "2014" );
      return dataset;
   }
   
   public static void main( String[ ] args ) {
      LineChart_AWT chart = new LineChart_AWT(
         "School Vs Years" ,
         "Numer of Schools vs years");

      chart.pack( );
      RefineryUtilities.centerFrameOnScreen( chart );
      chart.setVisible( true );
   }
}

让我们将上述 Java 代码保留在LineChart_AWT.java文件中，然后根据提示的命令编译并运行它：

$javac LineChart_AWT.java  
$java LineChart_AWT 

如果一切正常，它将编译并运行以生成以下线图 -

JPEG 图像创建

让我们重写上面的示例以从命令行生成 JPEG 图像。

import java.io.*;

import org.jfree.chart.JFreeChart; 
import org.jfree.chart.ChartFactory; 
import org.jfree.chart.ChartUtilities; 
import org.jfree.chart.plot.PlotOrientation;
import org.jfree.data.category.DefaultCategoryDataset;

public class LineChart {

   public static void main( String[ ] args ) throws Exception {
      DefaultCategoryDataset line_chart_dataset = new DefaultCategoryDataset();
      line_chart_dataset.addValue( 15 , "schools" , "1970" );
      line_chart_dataset.addValue( 30 , "schools" , "1980" );
      line_chart_dataset.addValue( 60 , "schools" , "1990" );
      line_chart_dataset.addValue( 120 , "schools" , "2000" );
      line_chart_dataset.addValue( 240 , "schools" , "2010" ); 
      line_chart_dataset.addValue( 300 , "schools" , "2014" );

      JFreeChart lineChartObject = ChartFactory.createLineChart(
         "Schools Vs Years","Year",
         "Schools Count",
         line_chart_dataset,PlotOrientation.VERTICAL,
         true,true,false);

      int width = 640;    /* Width of the image */
      int height = 480;   /* Height of the image */ 
      File lineChart = new File( "LineChart.jpeg" ); 
      ChartUtilities.saveChartAsJPEG(lineChart ,lineChartObject, width ,height);
   }
}

让我们将上述 Java 代码保留在LineChart.java文件中，然后根据提示的命令编译并运行它：

$javac LineChart.java  
$java LineChart

如果一切正常，它将编译并执行以在当前目录中创建一个名为LineChart.jpeg的 JPEG 图像文件。

JFreeChart - XY 图表

XY 图表（散点图）基于由 X 和 Y 值列表组成的一个数据系列。每个值对 (X,Y) 都是坐标系中的一个点。此处，一个值确定水平 (X) 位置，另一个值确定垂直 (Y) 位置。本章演示如何使用 JFreeChart从给定的业务数据集创建XY 图表。

业务数据

考虑一个示例，我们想要为所有主要浏览器创建 XY 图表。在这里，不同类别的人收集了不同的表现分数，如下所示 -

基于AWT的应用程序

以下是根据上述给定信息创建 XY 图表的代码。此代码可帮助您将 XY 图表嵌入到