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

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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快网idc。

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

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