jfreechart后台生成图片采样完美解决方案以及样式美化

众所周知，用jfreechart生成图片有很多问题，例如：x轴数据量多一点时，直接显示成了省略号

，y轴描述无法放到y轴正上方等等，另外jfreechart默认的样式也是比较丑的，如下：

 jfreechart在画x轴标签时，会根据图片设置的宽度、边距，以及x轴坐标数计算出一个平均值，即是每个坐标占用的最大宽度，超过这个宽度，会继续判断是否设置了参数：

//标签最大换行数
int maximumCategoryLabelLines

默认为0，不设置这个参数的话就不会进行换行，就会直接显示省略号。因此解决思路之一就是设置这个换行参数，或者适当增加图片宽度，可以在一定范围内解决x轴省略号的问题。但是当x轴数量太多，比如一张折线图有几百个数据点，也还是会超出可显示的范围。

对于横坐标出现重叠，也没有显示省略号，也没有换行显示的问题，一般是这个最大显示宽度计算出错的问题。

另外一种解决思路我是在网上找到的，就是对横坐标进行采样，不过经过了我自己的改良，那就是对jfreechart画x轴标签的代码进行修改覆盖，我们写一个类继承jfreechart包里面的

org.jfree.chart.axis.CategoryAxis

并重写refreshTicks方法，以便自己实现添加x轴标签的逻辑，重写的代码类如下：

 
import org.jfree.chart.axis.*;
import org.jfree.chart.plot.CategoryPlot;
import org.jfree.ui.RectangleEdge;
import org.jfree.text.*;
import java.awt.*;
import java.awt.geom.Rectangle2D;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
 
public class IntervalCategoryAxis extends CategoryAxis {
    //抽样得到的数据索引
    private List<Integer> indexes;
    //x轴标签允许的换行数
    private int line ;
 
    public IntervalCategoryAxis(List<Integer> indexes,int line) {
        this.indexes = indexes;
        this.line = line;
    }
    private float getFloat(CategoryLabelPosition position,Rectangle2D dataArea, RectangleEdge edge){
        float l;
        if (position.getWidthType() == CategoryLabelWidthType.CATEGORY) {
            /*因为我们只显示了采样到的数据，因此这里计算最大宽度时根据样品数计算
            否则将导致标签换行不生效*/
            l = (float) calculateCategorySize(indexes.size(), dataArea,edge);
        }else {
            if (RectangleEdge.isLeftOrRight(edge)) {
                l = (float) dataArea.getWidth();
            } else {
                l = (float) dataArea.getHeight();
            }
        }
        return l;
    }
    /**
     * 重写获取横坐标的方法，只显示进行均匀采样得到的坐标
     */
    @Override
    public List<Tick> refreshTicks(Graphics2D g2, AxisState state, Rectangle2D dataArea, RectangleEdge edge) {
        List<Tick> ticks = new ArrayList<>();
        if (dataArea.getHeight() <= 0.0 || dataArea.getWidth() < 0.0) {
            return ticks;
        }
        CategoryPlot plot = (CategoryPlot) getPlot();
        List<?> categories = plot.getCategoriesForAxis(this);
        double max = 0.0;
        if (categories != null) {
            CategoryLabelPosition position = super.getCategoryLabelPositions().getLabelPosition(edge);
            float r = super.getMaximumCategoryLabelWidthRatio();
            if (r <= 0.0) {
                r = position.getWidthRatio();
            }
            float l = getFloat(position,dataArea,edge);
            //遍历所有数据
            for (int i = 0; i < categories.size(); i++) {
                Object o = categories.get(i);
                Comparable<?> category = (Comparable<?>) o;
                g2.setFont(getTickLabelFont(category));
                TextBlock label;
                if(line > 0){
                    label = createLabel(category, l * r, edge, g2);
                }else{
                    label = new TextBlock();
                    label.addLine(category.toString(), getTickLabelFont(category), getTickLabelPaint(category));
                }
                if (edge == RectangleEdge.TOP || edge == RectangleEdge.BOTTOM) {
                    max = Math.max(max, calculateTextBlockHeight(label, position, g2));
                } else if (edge == RectangleEdge.LEFT || edge == RectangleEdge.RIGHT) {
                    max = Math.max(max, calculateTextBlockWidth(label, position, g2));
                }
                //只添加采样的标签，对数据渲染不会有影响
                if(indexes.contains(i)){
                    Tick tick = new CategoryTick(category, label, position.getLabelAnchor(), position.getRotationAnchor(), position.getAngle());
                    ticks.add(tick);
                }
            }
        }
        state.setMax(max);
        return ticks;
    }
 
}

然后对横坐标标签进行采样展示，我们从大量的数据中只抽取固定数量的数据作为标签，然后添加到图片上。我这里使用的采样是均匀采样，具体想如何采样可以自己去实现，附上我自己写的采样工具类：

 
import lombok.Data;
 
import java.util.*;
 
/**
 * 实现均匀采样
 * @author lang.zhou
 * @date 2022/6/23 14:34
 */
@Data
public class EvenSample<T> {
    //样本数据
    private List<T> sampleData;
    //抽取的样本数
    private int sampleTotal;
 
    //采样结果
    private List<T> result;
 
    //采样的元素索引
    private List<Integer> sampleIndex;
 
    public EvenSample(List<T> sampleData, int sampleTotal) {
        this.sampleData = sampleData;
        this.sampleTotal = sampleTotal;
        this.sampleIndex = new ArrayList<>(sampleTotal);
        if(sampleData.size() <= sampleTotal){
            this.result = sampleData;
            for (int i = 0; i < sampleData.size(); i++) {
                sampleIndex.add(i);
            }
        }else{
            this.result = new ArrayList<>(sampleTotal);
        }
    }
 
    public EvenSample<T> execute(){
        if(sampleTotal <= 0){
            throw new IllegalArgumentException("采样参数不正确");
        }
        int size = sampleData.size();
        float sec = (size+0.0f)/sampleTotal;
        if(size <= sampleTotal){
            return this;
        }
        float mark = 0f;
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if(i+0.0f>=mark){
                sampleIndex.add(i);
                result.add(sampleData.get(i));
                //保证采样数量不多于sampleTotal
                if(result.size()>= sampleTotal){
                    break;
                }
                mark+= sec;
            }
        }
        return this;
    }
 
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> l = Arrays.asList(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10);
        List<Integer> list = new EvenSample<>(l, 5).execute().getResult();
        System.out.println(Arrays.toString(list.toArray()));
    }
}

采样的关键代码如下，list为数据，使用采样工具进行采样：

//对List<Map>进行采样，最多展示10个标签
EvenSample<Map<String,Object>> sample = new EvenSample<>(list,10);
sample.execute();
//使用我们重写的类来创建x轴标签
//最多允许换行数为3
CategoryAxis valueAxis = new IntervalCategoryAxis(sample.getSampleIndex(),3);
plot.setDomainAxis(valueAxis);

这样就能完美解决x轴显示不全的问题了，附上我测试生成的效果图：

 注意：设置了x轴标签倾斜后，x轴标签换行就不会生效了，但是我们仍然可以设置最多显示固定数量的标签。 

我这里对图片样式进行了美化，去掉了多余的边框，0轴显示实现，还修改了图形颜色和字体。

对于y轴描述无法放到y轴正上方，只能居中的问题，我的解决思路如下：

1. 隐藏原始的y轴标签

2. 自定义画一个标签

我们可以将自带的y轴标签设置为不显示，然后自己创建一个title，放到y轴的正上方，这样便能解决问题：

JFreeChart chart = ChartFactory.createLineChart(
                "",
                //不设置x轴和y轴描述，就默认不显示描述
                "",
                "",
                data,
                PlotOrientation.VERTICAL,
                //是否展示图例
                isShowLegend,
                false,
                false);
//图片标题
TextTitle textTitle = new TextTitle(title,titleFont);
textTitle.setPaint(Color.decode(color));
textTitle.setMargin(0,0,0,0);
chart.setTitle(textTitle);
List<Title> titles = new ArrayList<>(3);
//自己画一个y轴描述
TextTitle yn = null;
if(StringUtils.isNotBlank(yName)){
    yn = new TextTitle(yName,font);
    yn.setPaint(Color.decode(color));
    //放到左边
    yn.setHorizontalAlignment(HorizontalAlignment.LEFT);
    titles.add(yn);
}
//设置x轴描述
TextTitle xn = null;
if(StringUtils.isNotBlank(xName)){
    xn = new TextTitle(xName,font);
    //x轴描述放到右边
    xn.setHorizontalAlignment(HorizontalAlignment.RIGHT);
    //x轴描述放到底部
    xn.setPosition(RectangleEdge.BOTTOM);
    xn.setPaint(Color.decode(color));
    xn.setMargin(0,10,0,10);
    titles.add(xn);
}
if(titles.size() > 0){
    //设置额外标题
    chart.setSubtitles(titles);
}

注意：多个标题的显示顺序和添加顺序有关系，如果生成的图片中标签文字先后顺序有问题，可以对添加的顺序进行调整。