C#曲线图

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#c# #float #string #网格 #class #list

 public class Curve2D:DrawingChart
    {
        #region 私有成员
        private Graphics objGraphics;//Graphics 类提供将对象绘制到显示设备的方法
        private Bitmap objBitmap;//位图对象
        private float fltWidth = 480;//图像宽度
        private float fltHeight = 248;//图像高度
        private float fltXSlice = 50;//X轴刻度宽度
        private float fltYSlice = 50;//Y轴刻度宽度
        private float fltYSliceValue = 20;//Y轴刻度的数值宽度
        private float fltYSliceBegin = 0;//Y轴刻度开始值
        int xSliceRate=1; // X轴刻度间隔数
        private float fltTension = 0.5f;
        private string strTitle = "曲线图";//标题
        private string strXAxisText = "月份";//X轴说明文字
        private string strYAxisText = "万元";//Y轴说明文字
        private string[] strsKeys = new string[] { "一月", "二月", "三月", "四月", "五月", "六月", "七月", "八月", "九月", "十月", "十一月", "十二月" };//键
        private IList<float[]> fltsValues = new List< float[]>() {new float[]{ 20.0f, 30.0f, 50.0f, 55.4f, 21.6f, 12.8f, 99.5f, 36.4f, 78.2f, 56.4f, 45.8f, 66.5f, 99.5f, 36.4f, 78.2f, 56.4f, 45.8f, 66.5f, 20.0f, 30.0f, 50.0f, 55.4f, 21.6f, 12.8f }};//值
        private Color clrBgColor = Color.Snow;//背景色
        private Color clrTextColor = Color.Black;//文字颜色
        private Color clrBorderColor = Color.Black;//整体边框颜色
        private Color clrAxisColor = Color.Black;//轴线颜色
        private Color clrAxisTextColor = Color.Black;//轴说明文字颜色
        private Color clrSliceTextColor = Color.Black;//刻度文字颜色
        private Color clrSliceColor = Color.Black;//刻度颜色
        private Color[] clrsCurveColors = new Color[] { Color.Red, Color.Blue };//曲线颜色
        private float fltXSpace = 60f;//图像左右距离边缘距离
        private float fltYSpace = 40f;//图像上下距离边缘距离
        private int intFontSize = 9;//字体大小号数
        private float fltXRotateAngle = 30f;//X轴文字旋转角度
        private float fltYRotateAngle = 0f;//Y轴文字旋转角度
        private int intCurveSize = 2;//曲线线条大小
        private int intFontSpace = 0;//intFontSpace是字体大小和距离调整出来的一个比较适合的数字
        #endregion
        #region 公共属性
        ///<summary>
        ///图像的宽度
        ///</summary>
        public float Width
        {
            set
            {
                if (value < 100)
                {
                    fltWidth = 100;
                }
                else
                {
                    fltWidth = value;
                }
            }
            get
            {
                if (fltWidth <= 100)
                {
                    return 100;
                }
                else
                {
                    return fltWidth;
                }
            }
        }
        ///<summary>
        ///图像的高度
        ///</summary>
        public float Height
        {
            set
            {
                if (value < 100)
                {
                    fltHeight = 100;
                }
                else
                {
                    fltHeight = value;
                }
            }
            get
            {
                if (fltHeight <= 100)
                {
                    return 100;
                }
                else
                {
                    return fltHeight;
                }
            }
        }
        ///<summary>
        ///X轴刻度宽度
        ///</summary>
        public float XSlice
        {
            set { fltXSlice = value; }
            get { return fltXSlice; }
        }
  
        ///<summary>
        ///Y轴刻度宽度
        ///</summary>
        public float YSlice
        {
            set { fltYSlice = value; }
            get { return fltYSlice; }
        }
        ///<summary>
        ///Y轴刻度的数值宽度
        ///</summary>
        public float YSliceValue
        {
            set { fltYSliceValue = value; }
            get { return fltYSliceValue; }
        }
        ///<summary>
        ///Y轴刻度开始值
        ///</summary>
        public float YSliceBegin
        {
            set { fltYSliceBegin = value; }
            get { return fltYSliceBegin; }
        }
        public float? YSliceEnd
        {
            get;
            set;
        }
        ///<summary>
        ///张力系数
        ///</summary>
        public float Tension
        {
            set
            {
                if (value < 0.0f && value > 1.0f)
                {
                    fltTension = 0.5f;
                }
                else
                {
                    fltTension = value;
                }
            }
            get
            {
                return fltTension;
            }
        }
        ///<summary>
        ///标题
        ///</summary>
        public string Title
        {
            set { strTitle = value; }
            get { return strTitle; }
        }
        ///<summary>
        ///键，X轴数据
        ///</summary>
        public string[] Keys
        {
            set { strsKeys = value; }
            get { return strsKeys; }
        }
        ///<summary>
        ///值，Y轴数据
        ///</summary>
        public IList< float[]> Values
        {
            set { fltsValues = value; }
            get { return fltsValues; }
        }
        ///<summary>
        ///背景色
        ///</summary>
        public Color BgColor
        {
            set { clrBgColor = value; }
            get { return clrBgColor; }
        }
        ///<summary>
        ///文字颜色
        ///</summary>
        public Color TextColor
        {
            set { clrTextColor = value; }
            get { return clrTextColor; }
        }
        ///<summary>
        ///整体边框颜色
        ///</summary>
        public Color BorderColor
        {
            set { clrBorderColor = value; }
            get { return clrBorderColor; }
        }
        ///<summary>
        ///轴线颜色
        ///</summary>
        public Color AxisColor
        {
            set { clrAxisColor = value; }
            get { return clrAxisColor; }
        }
        ///<summary>
        ///X轴说明文字
        ///</summary>
        public string XAxisText
        {
            set { strXAxisText = value; }
            get { return strXAxisText; }
        }
        ///<summary>
        ///Y轴说明文字
        ///</summary>
        public string YAxisText
        {
            set { strYAxisText = value; }
            get { return strYAxisText; }
        }
        ///<summary>
        ///轴说明文字颜色
        ///</summary>
        public Color AxisTextColor
        {
            set { clrAxisTextColor = value; }
            get { return clrAxisTextColor; }
        }
        ///<summary>
        ///刻度文字颜色
        ///</summary>
        public Color SliceTextColor
        {
            set { clrSliceTextColor = value; }
            get { return clrSliceTextColor; }
        }
        ///<summary>
        ///刻度颜色
        ///</summary>
        public Color SliceColor
        {
            set { clrSliceColor = value; }
            get { return clrSliceColor; }
        }
        ///<summary>
        ///曲线颜色
        ///</summary>
        public Color[] CurveColors
        {
            set { clrsCurveColors = value; }
            get { return clrsCurveColors; }
        }
        ///<summary>
        ///X轴文字旋转角度
        ///</summary>
        public float XRotateAngle
        {
            get { return fltXRotateAngle; }
            set { fltXRotateAngle = value; }
        }
        ///<summary>
        ///Y轴文字旋转角度
        ///</summary>
        public float YRotateAngle
        {
            get { return fltYRotateAngle; }
            set { fltYRotateAngle = value; }
        }
        ///<summary>
        ///图像左右距离边缘距离
        ///</summary>
        public float XSpace
        {
            get { return fltXSpace; }
            set { fltXSpace = value; }
        }
        ///<summary>
        ///图像上下距离边缘距离
        ///</summary>
        public float YSpace
        {
            get { return fltYSpace; }
            set { fltYSpace = value; }
        }
        ///<summary>
        ///字体大小号数
        ///</summary>
        public int FontSize
        {
            get { return intFontSize; }
            set { intFontSize = value; }
        }
        ///<summary>
        ///曲线线条大小
        ///</summary>
        public int CurveSize
        {
            get { return intCurveSize; }
            set { intCurveSize = value; }
        }
        #endregion
        ///<summary>
        ///自动根据参数调整图像大小
        ///</summary>
        public void Fit()
        {
            if (Keys.Length == 0)
                return;
            //计算字体距离
            intFontSpace = FontSize + 5;
            //计算图像边距
           // float fltSpace = Math.Min(Width / 6, Height / 6);
            //XSpace = Width/6;
            //YSpace = Height/6;
           // XSpace = 60;
           //YSpace = 40;
            //计算X轴刻度宽度
           //if (Keys.Length > 1)
           //{
           //    XSlice = (Width - 2 * XSpace) / (Keys.Length - 1);
           //    if (XSlice < 25)
           //    {
           //        XSlice = 25;

           //    }
           //}
           //else
           //    XSlice = Width;
           xSliceRate = 1;
           if (Keys.Length > 1)
           {
               XSlice = (Width - 2 * XSpace) / (Keys.Length - 1);
               if (XSlice < 25)
               {
                   xSliceRate = (int)(25 / XSlice);
                   XSlice *= xSliceRate;
               }
           }
           else
               XSlice = Width;

            //计算Y轴刻度宽度和Y轴刻度开始值
            float fltMinValue = int.MaxValue;
            float fltMaxValue = 0;
         //   int n = 0;
            foreach (var item in Values)
            {
                if(item.Length==0)
                continue;
                float min = item.Min(), max = item.Max();

                //for (int i = 0; i < item.Length; i++)
                //{
                //    Values[n][i] *= Height /max ;
                //}
                //min = Values[n].Min();
                //max = Values[n].Max();
                if (min < fltMinValue)
                    fltMinValue = min;
                if (max > fltMaxValue)
                    fltMaxValue = max;
              //  n++;
            }

            if (YSliceBegin > fltMinValue)
            {
               // YSliceBegin = fltMinValue;
            }
            //   int intYSliceCount = (int)(fltMaxValue / YSliceValue);

            int intYSliceCount = (int)((Height - 2 * YSpace) / 20);

            //if (fltMaxValue % YSliceValue != 0)
            //{
            //    intYSliceCount++;
            //}
            if (YSliceEnd.HasValue)
            {
                YSliceValue = (int)(((float)YSliceEnd - YSliceBegin) / intYSliceCount);
                //if (intYSliceCount > 20 && YSliceValue < 2)
                //    YSliceValue = 2;
                YSlice = (Height - 2 * YSpace) / (((float)YSliceEnd - YSliceBegin)/YSliceValue);
                while (YSlice < 20)
                {
                    YSliceValue++;
                    YSlice = (Height - 2 * YSpace) / (((float)YSliceEnd - YSliceBegin) / YSliceValue);
                }
            }
            else
            {
                YSliceValue = (int)(fltMaxValue / intYSliceCount + 1);

                //intYSliceCount =(int)( fltMaxValue / YSliceValue)-1;
                YSlice = (Height - 2 * YSpace) / intYSliceCount;
                // YSlice = ((Height - 2 * YSpace )/ fltMaxValue) * YSliceValue;
            }
        }

        ///<summary>
        ///生成图像并返回bmp图像对象
        ///</summary>
        ///<returns></returns>
        public override Bitmap DrawImage()
        {
            Fit();
            InitializeGraph();
         
            int intKeysCount = Keys.Length;
          
            //int intValuesCount = Values.Count;
            //intValuesCount-=intValuesCount%intKeysCount;
            //if (intValuesCount % intKeysCount == 0)
            //{
            //    int intCurvesCount = intValuesCount / intKeysCount;
            //    for (int i = 0; i < intCurvesCount; i++)
            //    {
            //        float[] fltCurrentValues = new float[intKeysCount];
            //        for (int j = 0; j < intKeysCount; j++)
            //        {
            //            fltCurrentValues[j] = Values[i * intKeysCount + j];
            //        }
            //        DrawContent(ref objGraphics, fltCurrentValues, clrsCurveColors[i]);
            //    }
            //}
            //else
            //{
            //    objGraphics.DrawString("发生错误，Values的长度必须是Keys的整数倍!", new Font("宋体", FontSize + 5), new SolidBrush(TextColor), new Point((int)XSpace, (int)(Height / 2)));
            //}
            int n=0;
            foreach(float[] item in Values)
            {
                DrawContent(ref objGraphics, item, clrsCurveColors[n++]);
            }
            return objBitmap;
        }
        ///<summary>
        ///初始化和填充图像区域，画出边框，初始标题
        ///</summary>
        private void InitializeGraph()
        {
            //根据给定的高度和宽度创建一个位图图像
            objBitmap = new Bitmap((int)Width, (int)Height);
            //从指定的objBitmap对象创建objGraphics对象(即在objBitmap对象中画图)
            objGraphics = Graphics.FromImage(objBitmap);
            //根据给定颜色(LightGray)填充图像的矩形区域(背景)
            objGraphics.DrawRectangle(new Pen(BorderColor, 1), 0, 0, Width - 1, Height - 1);//画边框
            objGraphics.FillRectangle(new SolidBrush(BgColor), 1, 1, Width - 2, Height - 2);//填充边框
            //画X轴,注意图像的原始X轴和Y轴计算是以左上角为原点，向右和向下计算的
            float fltX1 = XSpace;
            float fltY1 = Height - YSpace;
            float fltX2 = Width - XSpace + XSlice / 2;
            float fltY2 = fltY1;
            objGraphics.DrawLine(new Pen(new SolidBrush(AxisColor), 1), fltX1, fltY1, fltX2, fltY2);
            //画Y轴
            fltX1 = XSpace;
            fltY1 = Height - YSpace;
            fltX2 = XSpace;
            fltY2 = YSpace - YSlice / 2;
            objGraphics.DrawLine(new Pen(new SolidBrush(AxisColor), 1), fltX1, fltY1, fltX2, fltY2);
            //初始化轴线说明文字
            SetAxisText(ref objGraphics);
            //初始化X轴上的刻度和文字
            SetXAxis(ref objGraphics);
            //初始化Y轴上的刻度和文字
            SetYAxis(ref objGraphics);
            //初始化标题
            CreateTitle(ref objGraphics);
        }
        ///<summary>
        ///初始化轴线说明文字
        ///</summary>
        ///<paramname="objGraphics"></param>
        private void SetAxisText(ref Graphics objGraphics)
        {
          //  float fltX = Width - XSpace + XSlice / 2 - (XAxisText.Length -4) * intFontSpace;
            float fltX = Width - XSlice / 2-(XAxisText.Length - 1) * intFontSpace;
            float fltY = Height - YSpace - intFontSpace;
            objGraphics.DrawString(XAxisText, new Font("宋体",FontSize), new SolidBrush(AxisTextColor), fltX, fltY);
            fltX = XSpace - 20;
            fltY = YSpace - YSlice / 2 - intFontSpace;
            //for (int i = 0; i < YAxisText.Length; i++)
            //{
            //    objGraphics.DrawString(YAxisText[i].ToString(), new Font("宋体", FontSize), new SolidBrush(AxisTextColor), fltX, fltY);
            //    fltY += intFontSpace;//字体上下距离
            //}
            objGraphics.DrawString(YAxisText, new Font("宋体", FontSize), new SolidBrush(AxisTextColor), fltX, fltY);
        }
        ///<summary>
        ///初始化X轴上的刻度和文字
        ///</summary>
        ///<paramname="objGraphics"></param>
        private void SetXAxis(ref Graphics objGraphics)
        {
            if (Keys.Length == 0)
                return;
            float fltX1 = XSpace;
            float fltY1 = Height - YSpace;
            float fltX2 = XSpace;
            float fltY2 = Height - YSpace;
            int iCount = 0;
            int iSliceCount = xSliceRate;
            float Scale = 0;

            //计算X轴刻度宽度
         

            float iWidth = ((Width - 2 * XSpace) / XSlice) * 50;//将要画刻度的长度分段，并乘以50，以10为单位画刻度线。
            float fltSliceHeight = XSlice / 10;//刻度线的高度
            objGraphics.TranslateTransform(fltX1, fltY1);//平移图像(原点)
            objGraphics.RotateTransform(XRotateAngle, MatrixOrder.Prepend);//旋转图像
            objGraphics.DrawString(Keys[0].ToString(), new Font("宋体", FontSize), new SolidBrush(SliceTextColor), 0, 0);
            objGraphics.ResetTransform();//重置图像
            for (int i = 0; i <= iWidth; i += 10)//以10为单位
            {
                Scale = i * XSlice / 50;//即(i/10)*(XSlice/5)，将每个刻度分五部分画，但因为i以10为单位，得除以10
                if (iCount == 5)
                {
                    objGraphics.DrawLine(new Pen(new SolidBrush(AxisColor)), fltX1 + Scale, fltY1 + fltSliceHeight * 1.5f, fltX2 + Scale, fltY2 - fltSliceHeight * 1.5f);
                    //画网格虚线
                    Pen penDashed = new Pen(new SolidBrush(AxisColor));
                    penDashed.DashStyle = DashStyle.Dash;
                    objGraphics.DrawLine(penDashed, fltX1 + Scale, fltY1, fltX2 + Scale, YSpace - YSlice / 2);
                    //这里显示X轴刻度
                    if (iSliceCount <= Keys.Length - 1)
                    {
                        objGraphics.TranslateTransform(fltX1 + Scale, fltY1);
                        objGraphics.RotateTransform(XRotateAngle, MatrixOrder.Prepend);
                        objGraphics.DrawString(Keys[iSliceCount].ToString(), new Font("宋体", FontSize), new SolidBrush(SliceTextColor), 0, 0);
                        Console.WriteLine(Keys[iSliceCount]);
                        objGraphics.ResetTransform();
                    }
                    else
                    {
                        //超过范围，不画任何刻度文字
                    }
                    iCount = 0;
                    iSliceCount += xSliceRate;
                    if (fltX1 + Scale > Width - XSpace)
                    {
                        break;
                    }
                }
                else
                {
                    objGraphics.DrawLine(new Pen(new SolidBrush(SliceColor)), fltX1 + Scale, fltY1 + fltSliceHeight, fltX2 + Scale, fltY2 - fltSliceHeight);
                }
                iCount++;
            }
        }
        ///<summary>
        ///初始化Y轴上的刻度和文字
        ///</summary>
        ///<paramname="objGraphics"></param>
        private void SetYAxis(ref Graphics objGraphics)
        {
            float fltX1 = XSpace;
            float fltY1 = Height - YSpace;
            float fltX2 = XSpace;
            float fltY2 = Height - YSpace;
            int iCount = 0;
            float Scale = 0;
            int iSliceCount = 1;
            float iHeight = ((Height - 2 * YSpace) / YSlice) * 50;//将要画刻度的长度分段，并乘以50，以10为单位画刻度线。
            float fltSliceWidth = YSlice / 10;//刻度线的宽度
            string strSliceText = string.Empty;
            objGraphics.TranslateTransform(XSpace - intFontSpace * YSliceBegin.ToString().Length, Height - YSpace);//平移图像(原点)
            objGraphics.RotateTransform(YRotateAngle, MatrixOrder.Prepend);//旋转图像
            objGraphics.DrawString(YSliceBegin.ToString(), new Font("宋体", FontSize), new SolidBrush(SliceTextColor), -2, -5);
            objGraphics.ResetTransform();//重置图像
            for (int i = 0; i <= iHeight; i += 10)
            {
                Scale = i * YSlice / 50;//即(i/10)*(YSlice/5)，将每个刻度分五部分画，但因为i以10为单位，得除以10
                if (iCount == 5)
                {
                    objGraphics.DrawLine(new Pen(new SolidBrush(AxisColor)), fltX1 - fltSliceWidth * 1.5f, fltY1 - Scale, fltX2 + fltSliceWidth * 1.5f, fltY2 - Scale);
                    //画网格虚线
                    Pen penDashed = new Pen(new SolidBrush(AxisColor));
                    penDashed.DashStyle = DashStyle.Dash;
                    objGraphics.DrawLine(penDashed, XSpace, fltY1 - Scale, Width - XSpace + XSlice / 2, fltY2 - Scale);
                    //这里显示Y轴刻度
                    strSliceText = Convert.ToString(YSliceValue * iSliceCount + YSliceBegin);
                    objGraphics.TranslateTransform(XSpace - intFontSize * strSliceText.Length-5, fltY1 - Scale-5);//平移图像(原点)
                    objGraphics.RotateTransform(YRotateAngle, MatrixOrder.Prepend);//旋转图像
                    objGraphics.DrawString(strSliceText, new Font("宋体", FontSize), new SolidBrush(SliceTextColor), 0, 0);
                    objGraphics.ResetTransform();//重置图像
                    iCount = 0;
                    iSliceCount++;
                }
                else
                {
                    objGraphics.DrawLine(new Pen(new SolidBrush(SliceColor)), fltX1 - fltSliceWidth, fltY1 - Scale, fltX2 + fltSliceWidth, fltY2 - Scale);
                }
                iCount++;
            }
        }
        ///<summary>
        ///画曲线
        ///</summary>
        ///<paramname="objGraphics"></param>
        private void DrawContent(ref Graphics objGraphics, float[] fltCurrentValues, Color clrCurrentColor)
        {
            if (Keys.Length == 0)
                return;
            Pen CurvePen = new Pen(clrCurrentColor, CurveSize);
            //  PointF[] CurvePointF = new PointF[Keys.Length];
            float keys = 0;
            float values = 0;
            //for (int i = 0; i < Keys.Length; i++)
            //{
            //    keys = XSlice * i + XSpace;
            //    values = (Height - YSpace) + YSliceBegin - YSlice * (fltCurrentValues[i] / YSliceValue);
            //    CurvePointF[i] = new PointF(keys, values);
            //}
            int lenValue = fltCurrentValues.Length;
            int lenKey = Keys.Length;
            float xSlicei = XSlice / xSliceRate / (lenValue / lenKey);
            // float YValueLen = (Height - YSpace) + YSliceBegin;
            float YValueLen = (Height - YSpace);

            float rate = YSlice / YSliceValue;
            List<PointF> curvePointF = new List<PointF>();
            int valueNum = 0;
            for (int i = 0; i < lenValue; i++)
            {
                keys = xSlicei * i + XSpace;

                if (fltCurrentValues[i] == null || fltCurrentValues[i].Equals(float.NaN))
                {
                    // CurvePointF[i] = new PointF(keys, 0);
                }
                else
                {
                    values = YValueLen - rate * (fltCurrentValues[i] - YSliceBegin);
                    // CurvePointF[i] = new PointF(keys, values);
                    curvePointF.Add(new PointF(keys, values));
                    valueNum++;
                }
            }
            try
            {
                if (valueNum == 0)
                    objGraphics.DrawString("暂无数据!", new Font("宋体", 14), Brushes.Black, Width / 2 - 56, Height / 2 - 14);
                objGraphics.DrawCurve(CurvePen, curvePointF.ToArray(), Tension);
            }
            catch { }
        }
        ///<summary>
        ///初始化标题
        ///</summary>
        ///<paramname="objGraphics"></param>
        private void CreateTitle(ref Graphics objGraphics)
        {
//            objGraphics.DrawString(Title, new Font("宋体", FontSize), new SolidBrush(TextColor), new Point((int)(Width - XSpace) - intFontSize * Title.Length, (int)(YSpace - YSlice / 2 - intFontSpace)));
            objGraphics.DrawString(Title, new Font("宋体", FontSize), new SolidBrush(TextColor), new Point((int)(Width - XSpace) - intFontSize * Title.Length,  4));
        }
    }

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