JFreeChart简单实现光滑曲线绘制

用jfreechart绘制光滑曲线，利用最小二乘法数学原理计算，供大家参考，具体内容如下

绘制图形：

 

代码：

fittingcurve.java

package org.jevy;
import java.util.arraylist;
import java.util.list;
import org.jfree.chart.chartfactory;
import org.jfree.chart.chartpanel;
import org.jfree.chart.jfreechart;
import org.jfree.chart.axis.valueaxis;
import org.jfree.chart.plot.plotorientation;
import org.jfree.chart.plot.xyplot;
import org.jfree.chart.renderer.xy.xyitemrenderer;
import org.jfree.chart.renderer.xy.xylineandshaperenderer;
import org.jfree.data.xy.xydataset;
import org.jfree.data.xy.xyseries;
import org.jfree.data.xy.xyseriescollection;
import org.jfree.ui.applicationframe;
import org.jfree.ui.refineryutilities;
public class fittingcurve extends applicationframe{
 list<double> equation = null;
 //设置多项式的次数
 int times = 2;

 public fittingcurve(string title) {
 super(title);
 //使用最小二乘法计算拟合多项式中各项前的系数。
/*
请注意： 多项式曲线参数计算 与 chart图表生成 是分开处理的。
多项式曲线参数计算： 负责计算多项式系数， 返回多项式系数list。
chart图表生成： 仅仅负责按照给定的数据绘图。 比如对给定的点进行连线。
  本实例中，光滑的曲线是用密度很高的点连线绘制出来的。 由于我们计算出了多项式的系数，所以我们让x轴数据按照很小的步长增大，针对每一个x值，使用多项式计算出y值， 从而得出点众多的(x,y)组。 把这些(x, y)组成的点连线绘制出来，则显示出光滑的曲线。
xyseries为jfreechart绘图数据集， 用于绘制一组有关系的数据。 xyseries对应于x,y坐标轴数据集， 添加数据方式为： xyseries s.add(x,y);
xyseriescollection 为xyseries的集合， 当需要在一个chart上绘制多条曲线的时候，需要把多条曲线对应的xyseries添加到xyseriescollection
 添加方法：dataset.addseries(s1);
dataset.addseries(s2);
*/
 //多项式的次数从高到低，该函数需要的参数：x轴数据<list>，y轴数据<list>，多项式的次数<2>
 this.equation = this.getcurveequation(this.getdata().get(0),this.getdata().get(1),this.times);

//生成chart
 jfreechart chart = this.getchart();
 chartpanel chartpanel = new chartpanel(chart);
 chartpanel.setpreferredsize(new java.awt.dimension(500, 270));
 chartpanel.setmousezoomable(true, false);
 setcontentpane(chartpanel);
 }

 public static void main(string[] args) {
 // todo auto-generated method stub
 fittingcurve demo = new fittingcurve("xyfittingcurve");
 demo.pack();
 refineryutilities.centerframeonscreen(demo);
 demo.setvisible(true);

 }

 //生成chart
public jfreechart getchart(){
 //获取x和y轴数据集
 xydataset xydataset = this.getxydataset();
 //创建用坐标表示的折线图
 jfreechart xychart = chartfactory.createxylinechart(
 "二次多项式拟合光滑曲线", "x轴", "y轴", xydataset, plotorientation.vertical, true, true, false);
 //生成坐标点点的形状
 xyplot plot = (xyplot) xychart.getplot();

 xyitemrenderer r = plot.getrenderer();
 if (r instanceof xylineandshaperenderer) {
  xylineandshaperenderer renderer = (xylineandshaperenderer) r;
  renderer.setbaseshapesvisible(false);//坐标点的形状是否可见
  renderer.setbaseshapesfilled(false);
  }
 valueaxis yaxis = plot.getrangeaxis();
 yaxis.setlowermargin(2);
 return xychart;
 }

//数据集按照逻辑关系添加到对应的集合
 public xydataset getxydataset() {
 //预设数据点数据集
 xyseries s2 = new xyseries("点点连线");
 for(int i=0; i<data.get(0).size(); i++){
 s2.add(data.get(0).get(i),data.get(1).get(i));
 }
// 拟合曲线绘制 数据集 xyseries s1 = new xyseries("拟合曲线");
 //获取拟合多项式系数，equation在构造方法中已经实例化
 list<double> list = this.equation;
 //获取预设的点数据
 list<list<double>> data = this.getdata();

 //get max and min of x;
 list<double> xlist = data.get(0);
 double max =this.getmax(xlist);
 double min = this.getmin(xlist);
 double step = max - min;
 double x = min;
 double step2 = step/800.0;
 //按照多项式的形式 还原多项式，并利用多项式计算给定x时y的值
 for(int i=0; i<800; i++){
 x = x + step2;
 int num = list.size()-1;
 double temp = 0.0;
 for(int j=0; j<list.size(); j++){
 temp = temp + math.pow(x, (num-j))*list.get(j);
 }
 s1.add(x, temp);
 }

 //把预设数据集合拟合数据集添加到xyseriescollection
 xyseriescollection dataset = new xyseriescollection();
 dataset.addseries(s1);
 dataset.addseries(s2);
 return dataset;

 }
 //模拟设置绘图数据（点）
 public list<list<double>> getdata(){
 //x为x轴坐标
 list<double> x = new arraylist<double>();
 list<double> y = new arraylist<double>();
 for(int i=0; i<10; i++){
 x.add(-5.0+i);
 }
 y.add(26.0);
 y.add(17.1);
 y.add(10.01);
 y.add(5.0);
 y.add(2.01);

 y.add(1.0);

 y.add(2.0);
 y.add(5.01);
 y.add(10.1);
 y.add(17.001);

 list<list<double>> list = new arraylist<list<double>>();
 list.add(x);
 list.add(y);
 return list;

 }

//以下代码为最小二乘法计算多项式系数
//最小二乘法多项式拟合
 public list<double> getcurveequation(list<double> x, list<double> y, int m){
 if(x.size() != y.size() || x.size() <= m+1){
 return new arraylist<double>();
 }
 list<double> result = new arraylist<double>();
 list<double> s = new arraylist<double>();
 list<double> t = new arraylist<double>();
 //计算s0 s1 …… s2m
 for(int i=0; i<=2*m; i++){
 double si = 0.0;
 for(double xx:x){
 si = si + math.pow(xx, i);
 }
 s.add(si);
 }
 //计算t0 t1 …… tm
 for(int j=0; j<=m; j++){
 double ti = 0.0;
 for(int k=0; k<y.size(); k++){
 ti = ti + y.get(k)*math.pow(x.get(k), j);
 }
 t.add(ti);
 }

 //把s和t 放入二维数组，作为矩阵
 double[][] matrix = new double[m+1][m+2];
 for(int k=0; k<m+1; k++){
 double[] matrixi = matrix[k];
 for(int q=0; q<m+1; q++){
 matrixi[q] = s.get(k+q);
 }
 matrixi[m+1] = t.get(k);
 }
 for(int p=0; p<matrix.length; p++){
 for(int pp=0; pp<matrix[p].length; pp++){
 system.out.print(" matrix["+p+"]["+pp+"]="+matrix[p][pp]);
 }
 system.out.println();
 }
 //把矩阵转化为三角矩阵
 matrix = this.matrixconvert(matrix);
 //计算多项式系数，多项式从高到低排列
 result = this.matrixcalcu(matrix);
 return result;
 }
 //矩阵转换为三角矩阵
 public double[][] matrixconvert(double[][] d){
 for(int i=0; i<d.length-1; i++){
 double[] dd1 = d[i];
 double num1 = dd1[i];

 for(int j=i; j<d.length-1;j++ ){
 double[] dd2 = d[j+1];
 double num2 = dd2[i];

 for(int k=0; k<dd2.length; k++){
 dd2[k] = (dd2[k]*num1 - dd1[k]*num2);
 }
 }
 }
 for(int ii=0; ii<d.length; ii++){
 for(int kk=0; kk<d[ii].length; kk++)
 system.out.print(d[ii][kk]+" ");
 system.out.println();
 }
 return d;
 }

 //计算一元多次方程前面的系数， 其排列为 xm xm-1 …… x0（多项式次数从高到低排列）
 public list<double> matrixcalcu(double[][] d){

 int i = d.length -1;
 int j = d[0].length -1;
 list<double> list = new arraylist<double>();
 double res = d[i][j]/d[i][j-1];
 list.add(res);

 for(int k=i-1; k>=0; k--){
 double num = d[k][j];
 for(int q=j-1; q>k; q--){
 num = num - d[k][q]*list.get(j-1-q);
 }
 res = num/d[k][k];
 list.add(res);
 }
 return list;
 }

 //获取list中double数据的最大最小值
 public double getmax(list<double> data){
 double res = data.get(0);
 for(int i=0; i<data.size()-1; i++){
 if(res<data.get(i+1)){
 res = data.get(i+1);
 }
 }
 return res;
 }
 public double getmin(list<double> data){
 double res = data.get(0);
 for(int i=0; i<data.size()-1; i++){
 if(res>data.get(i+1)){
 res = data.get(i+1);
 }
 }
 return res;
 }

}

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持服务器之家。

原文链接：https://blog.csdn.net/jvl_jevy/article/details/5456232