Java 箱线图原理|极客教程

Java 箱线图原理

什么是箱线图

箱线图也被称为箱形图、盒图等，是一种用于展示一组数据分布情况的统计图表。它可以直观地展示数据的中位数、四分位数、最小值、最大值以及异常值等信息。

箱线图的绘制方式是在一条水平线上绘制出数据的最小值、下四分位数、中位数、上四分位数和最大值，然后根据数据的分布情况添加异常值等信息。

箱线图的原理

箱线图的绘制主要根据数据的五个统计特征来展示数据的分布，这包括最小值、下四分位数、中位数、上四分位数和最大值。

最小值：数据中的最小值。
下四分位数（Q1）：将数据从小到大排序后处于中间位置的值。
中位数（Q2）：数据的中间值，将数据从小到大排序后处于中间位置的值。
上四分位数（Q3）：将数据从小到大排序后处于 3/4 位置的值。
最大值：数据中的最大值。

箱线图一般绘制一个矩形箱体，箱体的上下边界分别是下四分位数和上四分位数，箱体中间的线代表中位数。箱体外部的两条线分别延伸至最小值和最大值，称为”须”。

在箱线图中，通常还会标记出异常值（Outliers），即相较于正常数据值明显偏离的数据点。

Java 箱线图绘制的实现

在 Java 中，可以使用 JFreeChart 这个开源的图表库来绘制箱线图。下面是一个简单的示例代码，演示了如何使用 JFreeChart 绘制箱线图：

import org.jfree.chart.ChartFactory;
import org.jfree.chart.ChartPanel;
import org.jfree.chart.JFreeChart;
import org.jfree.chart.plot.PlotOrientation;
import org.jfree.chart.plot.XYPlot;
import org.jfree.chart.renderer.xy.XYBoxAndWhiskerRenderer;
import org.jfree.data.statistics.DefaultBoxAndWhiskerCategoryDataset;

import javax.swing.*;
import java.awt.*;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

public class BoxPlotExample extends JFrame {

    public BoxPlotExample(String title) {
        super(title);

        // Create a dataset
        DefaultBoxAndWhiskerCategoryDataset dataset = new DefaultBoxAndWhiskerCategoryDataset();

        List<Double> data = new ArrayList<>();
        data.add(1.0);
        data.add(2.0);
        data.add(3.0);
        data.add(4.0);
        data.add(5.0);

        dataset.add(data, "Series 1", "Category 1");

        // Create a chart
        JFreeChart chart = ChartFactory.createBoxAndWhiskerChart(
                "Box Plot Example",  // chart title
                "Category",           // domain axis label
                "Value",              // range axis label
                dataset,              // data
                true                  // legend
        );

        XYPlot plot = (XYPlot) chart.getPlot();
        XYBoxAndWhiskerRenderer renderer = new XYBoxAndWhiskerRenderer();
        plot.setRenderer(renderer);

        ChartPanel chartPanel = new ChartPanel(chart);
        chartPanel.setPreferredSize(new Dimension(800, 600));
        setContentPane(chartPanel);
    }

    public static void main(String[] args) {
        SwingUtilities.invokeLater(() -> {
            BoxPlotExample example = new BoxPlotExample("Box Plot Example");
            example.pack();
            example.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
            example.setLocationRelativeTo(null);
            example.setVisible(true);
        });
    }
}

在上面的示例代码中，我们首先创建了一个 DefaultBoxAndWhiskerCategoryDataset 对象作为数据集，并向其中添加一组数据。然后使用 ChartFactory.createBoxAndWhiskerChart 方法创建一个箱线图，并设置标题、横轴标签、纵轴标签等信息。最后通过 ChartPanel 将图表显示在窗口当中。