Jgraph http://www.jgraph.com/ 是一个开源的,兼容Swing的基于MVC体系结构图形组件,具有以下特点:
1) 完全Swing兼容;
2) 简单、高效的设计;
3) 时间效率高;
4) 100 %纯Java;
jGraph简介
jGraph具有相当高的交互性和自动化,是一套为图定做的组件。其主要用途是在一些需要表示图结构的应用中,比如流程图、UML、交通线路、网络等等。
jGraph在本文撰写时版本为5.8.0.0,可以在链接出找到jGraph的主页。
jGraph主要包括以下一些产品:
JGraph - The Java Open Source Graph Drawing Component ( 有Open Source )
JGraph Layout Pro - The Java Graph Layout Solution
JGraphpad Pro Diagram Editor Framework
MxGraph Thin Client - JGraph in a browser!
咱们只是学习嘛,当然只用jGraph咯。jGraph Layout Pro是一个对图进行布局的软件,但是目前要收费的,jGraph对图的操作包括:图显示、图交互、图布局、图分析等。
JGraph 的基本SWING 组件如下:
org.jgraph Basic JGraph 类
org.jgraph.event Graph 事件模型
org.jgraph.graph Graph 结构及结点
org.jgraph.plaf Graph UI 委托组件
org.jgraph.util 常用的工具类
补充一下,与jGraph类似的可用于绘图的还有eclipse的GEF。
jGraph模型
一张图——JGraph 类 的主要结构:
JGraph extends JComponent {
org.jgraph.graph.GraphModel model; (DefaultGraphModel)
org.jgraph.plaf.GraphUI ui; (BasicGraphUI)
org.jgraph.graph.GraphLayoutCache cache;
}
JGraph 除了SWING的MVC结构,即引用了MODEL和UI外,他还保持着一个奇怪的应用GraphLayoutCache。 GraphLayoutCache 可以被看作是MODEL的一个扩展,它的作用是保证图中各结点的状态以及一些外观等。因为图的复杂性,使用一个GraphLayoutCache 可以用来处理这些复杂问题。
配置JGraph可以使用一系列的set方法,有许多很有用的功能可以开关。
图的逻辑结构——GraphModel 类:
满足MVC的要求,GraphModel保存着所有的图中的对象,它的默认实现DefaultGraphModel能够满足一般的需求。
GraphModel包含三个基本操作:insert() , edit() , remove() 。这些操作会起到与GraphLayoutCache相同的效果,但与GraphLayoutCache略微不同的是它的参数比较多,乍看下去比较麻烦。 其实GraphModel所要求的只是结点的逻辑结构,对于结点的细节它并不关心。所以可以在初始化图时使用GraphModel,不要常常用它的方法来 对细节做修改,这既不方便,也没必要。
另外,就是GraphModel提供了许多get方法,可以很方便检索相应的结点。
Cells
JGraph 的单位(Cells) 有三种:Vertex、 Edge、 Port。
Vertex 可以携带对象,由于JGraph是只负责表示的,并不真正负责数据的操作。那么在图形和数据间就需要一个使者,这就是Vertex ,Vertex 可以是文字、图形等对象。
Port 是一般比较陌生的单位,在图的JGraph中Port还可以用于改变Edge的形状等等。
Edge 与图算法中的边也有一点不同,Edge 是只能连接Port而不是Vertex的。这样,因为多了Port单元,使得Edge更加灵活、更加丰富了。
默认单元——DefaultCell:
它是DefaultEdge和DefaultPort的父类,又是DefaultMutableTreeNode的子类,其地位可以相当于Vertex。 一个DefaultCell可以携带一个UserObject。每个DefaultCell还有一个AttributeMap,负责它的属性(颜色、大小 等等)。用一套set方法可以修改AttributeMap。
边和端口单元——Edge、Port:
除了继承DefaultCell,Edge、Port还有一些独有的方法。
Edge有getSource() 和 getTarget() 方法,用以获得边的两端的对象(一般为Port)。还一个路由类,定义了一些路由方法。
Port 主要任务是承载Edge,所以有一些关于获得Edge的方法。另外,Port还定义了获得锚(比如一个Vertex中包含一个Port)的方法。
Cell的处理:
每个Cell包括Cell Object、Cell Renderer、Cell Editor、Cell Handle。其中Renderer负责Cell的表示,包括形状等等。Editor 做Cell的修改用,当双击Cell后则调用Editor来编辑Cell。以上都是类似与JTable 和 JTree的。
Handle 是SWING的组件中没有的,它的任务是处理Cell的大小与移动。可以重写paint()方法来指定经过鼠标拖动所导致的Cell大小和位置变化。
对于这些单元的属性的控制,可以仔细看看GraphConstants这个类的set方法,基本上所有的属性都是用这个类的set修改的。
二、JGraph设计
1) MVC
Swing是Java(Sun)提供的UI标准实现之一,Swing基于AWT(Abstract Windowing Toolkit)。JGraph完全兼容Swing,它的实现仍然基于MVC体系结构。
JGraph MVC
View:
JGraph不包含实际的数据,它提供了数据的视;JGraph对象画图的机制是:
将图元定义为一个一个的 cell,每个cell可以是一个顶点(vertex)、边(edge)或者节点(port)中的一种。顶点可以有邻接的顶点,他们通过边相联系,边联接 的两个端点称为目标和源,每个目标或者源是一个节点。节点是顶点的孩子。每个cell都可以有自己的孩子。
每个cell的外观由相应的属性定义,属性序列是指一系列的键-值对,他们以Map形式组织,例如:
Map cellAttrib = new Hashtable();
// Set bounds
Rectangle2D helloBounds = new Rectangle2D.Double(20, 20, 40, 20);
GraphConstants.setBounds(cellAttrib, helloBounds);
// Set black border
GraphConstants.setBorderColor(cellAttrib, Color.black);
一个cell有类似这样一个cellAttrib的Map,来定义其外观。
外观可以指定诸如一条边的箭头样式等属性。
Model:
数据对象可以看成是JGraph中两个独立结构 的链接点:grahp结构和group结构。Graph结构基于图论中的顶点、边定义。Group结构是cell的composition结构。 Graph结构中getSource()和getTarget()方法,获得源和目标节点。而在group中通过getChild(), getParent()来获得cell的组成结构。
2) 低层基于图论逻辑
即:一个图G包含一个非空的元 素集V(G)和一个E(G),其中,E(G)是V(G)中两个无序元素组成的二元组。V(G)称为图G顶点的集合,如果任意集合V(G)中的顶点x/y, (x,y)在E(G)中,边(x,y)可能以连接顶点x和y的边(弧)所代表,X与y就被称为邻接的,否则x与y不邻接。
三、JGraph的应用
以下是一个基于JGraph的Helloworld的分析:
import省略
public class HelloWorld {
public static void main(String[] args) {
// Construct Model and Graph
GraphModel model = new DefaultGraphModel();
JGraph graph = new JGraph(model);
graph.setSelectNewCells(true);
// Create Nested Map (from Cells to Attributes)
// 此Map中记录所有属性,其中的键-值对是cell-cellAttribute
// 每个cellAttribute又是一个Map,其键-值对是具体一个cell的属性-值
Map attributes = new Hashtable();
// 以下建立两个顶点(cell)Hello和World,并分别设置他们的属性Map
// Create Hello Vertex
DefaultGraphCell hello = new DefaultGraphCell("Hello");
// Create Hello Vertex Attributes
Map helloAttrib = new Hashtable();
attributes.put(hello, helloAttrib);
// Set bounds
Rectangle2D helloBounds = new Rectangle2D.Double(20, 20, 40, 20);
GraphConstants.setBounds(helloAttrib, helloBounds);
// Set black border
GraphConstants.setBorderColor(helloAttrib, Color.black);
// Add a Port
// 每个顶点为了与其他顶点相邻接,必须添加节点(cell)
DefaultPort hp = new DefaultPort();
hello.add(hp);
// Create World Vertex
DefaultGraphCell world = new DefaultGraphCell("World");
// Create World Vertex Attributes
Map worldAttrib = new Hashtable();
attributes.put(world, worldAttrib);
// Set bounds
Rectangle2D worldBounds = new Rectangle2D.Double(140, 140, 40, 20);
GraphConstants.setBounds(worldAttrib , worldBounds);
// Set fill color
GraphConstants.setBackground(worldAttrib, Color.orange);
GraphConstants.setOpaque(worldAttrib, true);
// Set raised border
GraphConstants.setBorder(worldAttrib,
BorderFactory.createRaisedBevelBorder());
// Add a Port
DefaultPort wp = new DefaultPort();
world.add(wp);
// 建立联接两个顶点的边
// Create Edge
DefaultEdge edge = new DefaultEdge();
// Create Edge Attributes
Map edgeAttrib = new Hashtable();
attributes.put(edge, edgeAttrib);
// Set Arrow
int arrow = GraphConstants.ARROW_CLASSIC;
GraphConstants.setLineEnd(edgeAttrib , arrow);
GraphConstants.setEndFill(edgeAttrib, true);
// Connect Edge
// 边的两个端点就是两个顶点的child节点(port)
ConnectionSet cs = new ConnectionSet(edge, hp, wp);
Object[] cells = new Object[]{edge, hello, world};
// Insert into Model
// model构件完成
model.insert(cells, attributes, cs, null, null);
// Show in Frame
JFrame frame = new JFrame();
frame.getContentPane().add(new JScrollPane(graph));
//frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
frame.pack();
frame.setVisible(true);
}
}