使用 Java Swing 和 XChart 创建多种图表

在现代应用程序开发中，数据可视化是一个关键部分。本文将介绍如何使用 Java Swing 和 XChart 库创建各种类型的图表。XChart 是一个轻量级的图表库，支持多种类型的图表，非常适合在 Java 应用中进行快速的图表绘制。

1、环境配置

在开始之前，我们需要确保项目中包含了 XChart 的依赖。以下是在 Maven 项目中的 pom.xml 文件中添加 XChart 依赖的方法：

<dependency>
    <groupId>org.knowm.xchart</groupId>
    <artifactId>xchart</artifactId>
    <version>3.8.0</version>
</dependency>

2、创建不同类型的图表

以下是如何使用 XChart 创建不同类型的图表的示例代码。

面积图

public class AreaChartExample extends JFrame {

    public AreaChartExample() {
        // 创建图表
        XYChart chart = new XYChartBuilder().width(800).height(600).title("Area Chart Example").xAxisTitle("X").yAxisTitle("Y").build();

        // 添加数据
        double[] xData = new double[] {0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0};
        double[] yData = new double[] {2.0, 1.0, 0.0, 1.0, 2.0};
        chart.addSeries("y(x)", xData, yData).setMarker(SeriesMarkers.NONE).setFillColor(new Color(0, 0, 255, 50));

        // 将图表面板添加到 JFrame
        JPanel chartPanel = new XChartPanel<>(chart);
        getContentPane().add(chartPanel, BorderLayout.CENTER);
    }

    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            AreaChartExample example = new AreaChartExample();
            example.setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);
            example.pack();
            example.setVisible(true);
        });
    }
}

柱状图

public class BarChartExample extends JFrame {

    public BarChartExample() {
        // 创建图表
        CategoryChart chart = new CategoryChartBuilder().width(800).height(600).title("Bar Chart Example").xAxisTitle("Category").yAxisTitle("Value").build();

        // 添加数据
        List<String> categories = Arrays.asList("A", "B", "C");
        List<Number> series1Values = Arrays.asList(4, 5, 9);
        List<Number> series2Values = Arrays.asList(3, 8, 5);

        chart.addSeries("Series 1", categories, series1Values);
        chart.addSeries("Series 2", categories, series2Values);

        // 将图表面板添加到 JFrame
        JPanel chartPanel = new XChartPanel<>(chart);
        getContentPane().add(chartPanel, BorderLayout.CENTER);
    }

    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            BarChartExample example = new BarChartExample();
            example.setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);
            example.pack();
            example.setVisible(true);
        });
    }
}

气泡图

public BubbleChartExample() {
        // 创建图表
        XYChart chart = new XYChartBuilder().width(800).height(600).title("Bubble Chart Example").xAxisTitle("X").yAxisTitle("Y").build();

        // 添加数据
        double[] xData = new double[] {0.1, 0.4, 1.0, 1.5, 2.2, 3.0};
        double[] yData = new double[] {2.0, 1.5, 0.9, 1.4, 1.9, 2.2};
        double[] bubbleSize = new double[] {0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6};
        chart.addSeries("y(x)", xData, yData, bubbleSize).setMarker(SeriesMarkers.CIRCLE);

        // 将图表面板添加到 JFrame
        JPanel chartPanel = new XChartPanel<>(chart);
        getContentPane().add(chartPanel, BorderLayout.CENTER);
    }

    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            BubbleChartExample example = new BubbleChartExample();
            example.setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);
            example.pack();
            example.setVisible(true);
        });
    }

折线图

public class LineChartExample extends JFrame {

    public LineChartExample() {
        // 创建图表
        XYChart chart = new XYChartBuilder().width(800).height(600).title("Line Chart Example").xAxisTitle("X").yAxisTitle("Y").build();

        // 自定义图表样式
        chart.getStyler().setLegendPosition(Styler.LegendPosition.InsideNE);
        chart.getStyler().setMarkerSize(16);

        // 添加数据
        double[] xData = new double[] {0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0};
        double[] yData = new double[] {2.0, 1.0, 0.0, 1.0, 2.0};
        chart.addSeries("y(x)", xData, yData);

        // 将图表面板添加到 JFrame
        JPanel chartPanel = new XChartPanel<>(chart);
        getContentPane().add(chartPanel, BorderLayout.CENTER);
    }

    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            LineChartExample example = new LineChartExample();
            example.setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);
            example.pack();
            example.setVisible(true);
        });
    }
}

饼图

public class PieChartExample extends JFrame {

    public PieChartExample() {
        // 创建图表
        PieChart chart = new PieChartBuilder().width(800).height(600).title("Pie Chart Example").build();

        // 添加数据
        chart.addSeries("Category A", 40);
        chart.addSeries("Category B", 30);
        chart.addSeries("Category C", 20);
        chart.addSeries("Category D", 10);

        // 将图表面板添加到 JFrame
        JPanel chartPanel = new XChartPanel<>(chart);
        getContentPane().add(chartPanel, BorderLayout.CENTER);
    }

    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            PieChartExample example = new PieChartExample();
            example.setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);
            example.pack();
            example.setVisible(true);
        });
    }
}

阶梯图

public class StepChartExample extends JFrame {

    public StepChartExample() {
        // 创建图表
        XYChart chart = new XYChartBuilder().width(800).height(600).title("Step Chart Example").xAxisTitle("X").yAxisTitle("Y").build();

        // 添加数据
        double[] xData = new double[] {0.0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0};
        double[] yData = new double[] {2.0, 1.0, 0.0, 1.0, 2.0};
        chart.addSeries("y(x)", xData, yData).setXYSeriesRenderStyle(XYSeries.XYSeriesRenderStyle.Step);

        // 将图表面板添加到 JFrame
        JPanel chartPanel = new XChartPanel<>(chart);
        getContentPane().add(chartPanel, BorderLayout.CENTER);
    }

    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            StepChartExample example = new StepChartExample();
            example.setDefaultCloseOperation(WindowConstants.EXIT_ON_CLOSE);
            example.pack();
            example.setVisible(true);
        });
    }
}

3、总结

通过本文的示例代码，您可以在 Java 应用程序中轻松创建多种类型的图表。XChart 提供了简单且强大的 API，能够满足大多数数据可视化需求。希望这些示例能帮助您更好地理解如何使用 XChart 进行数据可视化。