JFreeChartを使ってJavaで様々なグラフを簡単に描画する方法

(０)目次＆概説

(１) 記事の目的
　 (１-１) 目的
 (２) JFreeChartの概要
　 (２-１) JFreeChartとは？
　(２-２) JFreeChartのアーキテクチャについて
 (３) JFreeChartの導入手順
　 (３-１) ライブラリのダウンロード
　 (３-２) ライブラリの配置
　 (３-３) ビルドパスの設定
 (４) JFreeChartサンプルプログラム
　 (４-１) 円グラフサンプル（PieChart）
　(４-２) 折れ線グラフサンプル（LineChart）
　(４-３) XY折れ線グラフサンプル（XYLineChart）

(１) 記事の目的

(１-１) 目的

今回はJavaで各種グラフ（折れ線グラフや円グラフ等）を「簡単に」描画する方法を紹介するという目的で「JFreeChart」を用いた方法を紹介します。

(２) JFreeChartの概要

(２-１) JFreeChartとは？

高品質なチャート画像の生成を行うためのライブラリ群で、グラフの元になるデータを与えるだけで各種グラフの描画が可能です（円グラフ／折れ線グラブ／棒グラフ／レーダーチャートなど）。様々な出力形式が可能で、JavaのSwingやJavaFX（ともにJavaのGUIツールキット基盤技術）をはじめ、画像ファイル（PNGやJPEG）での出力も可能です。

【公式サイト】：http://www.jfree.org/jfreechart/

（図２１１）JFreeChartで作成したチャートの例

■備考
・チャートの描画にはJava 2DのAPIが利用されます
・Java FXもサポートされていますが、JDK 1.8.0以上の環境が必要
・依存ライブラリであるJCommon等についてはJFreeChartの配布資源に含まれています(※jcommon-1.0.23.jarなど)
・別途ソースコード本体が必要な場合は専用サイトからダウンロードします。
http://www.jfree.org/jcommon/

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(２-２) JFreeChartのアーキテクチャについて

(２-２-１) クラス粒度のアーキテクチャについて

JFreeChartの処理の流れは大きく分けて３つのステップで構成されます。
①データセットの作成
(表の元となるデータの作成)
↓
②チャートの作成
(棒グラフや円グラフ等の生成)
↓
③出力処理
(Swingフレームへの描画やPNG画像での出力等)

そして各ステップ毎に専用のクラスを使い、それらを組み合わせていく事でチャートの描画を実現していきます。
（図２１２）JFreeChartのクラス粒度の構造

（表）各ノードの説明

処理	処理結果（アウトプット）	概要
Create Dataset （データセット生成）	－	データセット（グラフに描画する値の集まり）を作成する工程です
－	General Dataset	円グラフ用（PieChart）です。 —————————— （例）DefaultPieDatasetクラス
－	Category Dataset	折れ線グラフ（LineChart）／棒グラフ用（BarChart）です。 —————————— （例）DefaultCategoryDatasetクラス
－	Series Dataset	同一カテゴリのデータを纏める単位です。例えば米国の折れ線データの点群を一つのカテゴリに入れて、日本の折れ線データの点群は別のカテゴリに入れます。 —————————— （例）XYSeriesクラス
－	Series Collection Dataset	異なるカテゴリの「Series Dataset」を一纏めにしたのが「Series Collection Dataset」です。主にXY折れ線グラフ用（XY LineChart）用です。 —————————— （例）XYSeriesCollectionDatasetクラス
Create Chart （チャート生成）	－	データセットを用いて実際にチャートを生成する処理です。 —————————— （例）ChartFactoryクラス-createLineChartメソッド（例）ChartFactoryクラス-createXYLineChartメソッド
Frame / Image （出力処理）	－	アウトプット（生成したチャート）はSwingのフレーム（Jframeクラス）か画像（PNG/JPEG）として出力されます。 —————————— （例）ChartFrameクラス（例）ChartUtilitiesクラス-writeChartAsPNGメソッド

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(３) JFreeChartの導入手順

(３-１) ライブラリのダウンロード

下記のダウンロードサイトより資源をダウロード＆解凍します。
https://sourceforge.net/projects/jfreechart/files/

（図３１２）ダウンロードサイト

（図３１３）ダウンロード押下

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(３-２) ライブラリの配置

解凍したら、必要となる「jarファイル」２個をJavaアプリケーション配下の「WEB-INF/lib」に配置します(※「X.X.X」はバージョン番号)

①jcommon-X.X.X.jar

→（例）jfreechart-1.0.19\lib\jfreechart-1.0.19.jar

②jfreechart-X.X.X.jar
→（例）jfreechart-1.0.19\lib\jcommon-1.0.23.jar

（図３１４）必要なjar

（図３１５）TeraTermを使ってLinuxサーバに配備する例
※一度tempディレクトリに送ってからcpコマンドで正規の場所に配置しています。

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(３-３) ビルドパスの設定

以下の手順で配置した２つのjarファイルに対してビルドパスの設定を行います。
①チャート描画を行うプロジェクトを右クリックして「BuildPath」→「Configure Build Path」と選択します。
（図３１６）

②プロパティ画面が開いたら「Libraries」タブを開いて「Add External Jars」を選択します。
（図３１７）

③先ほど追加したjarファイルを選択します。
（図３１８）

④追加された事が確認できたら「Apply and Close」を押下します。
（図３１９）

以上で事前の準備は完了です。

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(４) サンプルプログラム

(４-１) 円グラフサンプル（PieChart）

円グラフのサンプルプログラムです。

package jfreechart;

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

public class JFreeChartSampePieChart {
        public static void main(String args[]) {
                //(1)データセットの作成
                DefaultPieDataset ds_pie = new DefaultPieDataset();
                ds_pie.setValue("みかん",12);
                ds_pie.setValue("バナナ",18);
                ds_pie.setValue("りんご",20);
                ds_pie.setValue("ぶどう",27);
                ds_pie.setValue("オレンジ",23);

                //(2)チャートの作成
                JFreeChart chart=ChartFactory.createPieChart3D("好きなフルーツは？", ds_pie,true,false,false);

                //(3)出力処理
                ChartFrame frame1 = new ChartFrame("Rainbow Planet Sample Chart(^o^)", chart);
                frame1.setVisible(true);
                frame1.setSize(600,400);

        }
}

（図４１１）実行結果

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(４-２) 折れ線グラフサンプル（LineChart）

折れ線グラフのサンプルプログラムです。

package jfreechart;
import java.awt.BasicStroke;
import org.jfree.chart.ChartFactory;
import org.jfree.chart.ChartFrame;
import org.jfree.chart.JFreeChart;
import org.jfree.chart.plot.PlotOrientation;
import org.jfree.data.category.DefaultCategoryDataset;

public class JFreeChartSampeCategoryChart {
        public static void main(String args[]) {
                //(1)データセットの作成
                DefaultCategoryDataset ds_cat = new DefaultCategoryDataset();
                ds_cat.setValue(120,"チョコ","３月");
                ds_cat.setValue(130,"チョコ","４月");
                ds_cat.setValue(140,"チョコ","５月");
                ds_cat.setValue(150,"クッキー","３月");
                ds_cat.setValue(120,"クッキー","４月");
                ds_cat.setValue(130,"クッキー","５月");
                ds_cat.setValue(250,"グミ","３月");
                ds_cat.setValue(190,"グミ","４月");
                ds_cat.setValue(210,"グミ","５月");

                //(2)チャートの作成
                JFreeChart chart=ChartFactory.createLineChart("お菓子の売上数", "月", "売れた数", ds_cat, PlotOrientation.VERTICAL, true, false, false);
                chart.getCategoryPlot().getRenderer().setSeriesStroke(0, new BasicStroke(4));
                chart.getCategoryPlot().getRenderer().setSeriesStroke(1, new BasicStroke(4));
                chart.getCategoryPlot().getRenderer().setSeriesStroke(2, new BasicStroke(4));

                //(3)出力処理
                ChartFrame frame1 = new ChartFrame("Rainbow Planet Sample Chart(^o^)", chart);
                frame1.setVisible(true);
                frame1.setSize(800,400);

        }
}

（図４１３）実行結果

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(４-３) XY折れ線グラフサンプル（XYLineChart）

XY折れ線グラフのサンプルプログラムです。

package jfreechart;

import java.awt.BasicStroke;

import org.jfree.chart.ChartFactory;
import org.jfree.chart.ChartFrame;
import org.jfree.chart.JFreeChart;
import org.jfree.chart.plot.PlotOrientation;
import org.jfree.data.general.DefaultPieDataset;
import org.jfree.data.xy.XYSeries;
import org.jfree.data.xy.XYSeriesCollection;

public class JFreeChartSampeXYLineChart {
        public static void main(String args[]) {
                //(1)データセットの作成
                XYSeries xy1 = new XYSeries("あああ商店");
                xy1.add(1,150);
                xy1.add(2,160);
                xy1.add(3,180);
                XYSeries xy2 = new XYSeries("いいい書店");
                xy2.add(1,200);
                xy2.add(2,180);
                xy2.add(3,220);
                XYSeriesCollection ds_xy = new XYSeriesCollection();
                ds_xy.addSeries(xy1);
                ds_xy.addSeries(xy2);

                //(2)チャートの作成
                JFreeChart chart=ChartFactory.createXYLineChart("商店街売上", "日", "来店数", ds_xy, PlotOrientation.VERTICAL, true, false, false);
                chart.getXYPlot().getRenderer().setSeriesStroke(0, new BasicStroke(4));
                chart.getXYPlot().getRenderer().setSeriesStroke(1, new BasicStroke(4));

                //(3)出力処理
                ChartFrame frame1 = new ChartFrame("Rainbow Planet Sample Chart(^o^)", chart);
                frame1.setVisible(true);
                frame1.setSize(600,400);

        }
}

（図４１４）

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