ChartコントロールのAxisXが許されざるグラフを描画してしまうのを自動でマシにする話 (C#)
許せないグラフに出会った経験はおありですか？私はあります．
グラフ軸の範囲にゼロが存在するにもかかわらずゼロを表示しない，そんなグラフを許せるでしょうか？いいえ，許せません．
具体的にはこんなグラフが許せません．
WinFormsのChartはパパッとグラフを作ってくれますが，なぜかX軸の自動調整はおバカです(Y軸はマトモなのに！)．
DataPointの最小値をAxisX.Minimumに持ってきて適当なintervalを割り当てるせいで， 実験データのようなノイズ交じりの数字を入れると， 悲惨なグラフを表示してくれるというわけです．
事前にどういった範囲のデータを格納するかが判明している場合，自前で設定しておけばいいわけですが，世の中全部そういうわけではないでしょう．
そういったときに，ちょっと賢く自動でいい感じに表示してほしいわけです（あいまいな要件定義）．
今回自作した関数を適用してやると，こんな感じになってくれます．
どうですか？だいぶいい感じ()じゃないですか？
以降でソースコードと使い方について少し解説します．
目次
Chartコントロールについて
ソースコード
Chartコントロールを継承した自作コントロールを作ったとかではなく，Seriesへデータ追加後に自作関数で整える，というやり方です．
泥臭いといえばその通りです．
Tuple使ってるので，NuGetでSystem.ValueTupleを検索してインストールする必要があるかもしれません．
あと前の記事で書いたMathRoundExtension.csも使ってます．
クリックでソースコード展開
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using System.Diagnostics; using System.Windows.Forms; using System.Drawing; using System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting; using static MathRoundExtension.MathEx; namespace ChartExtension { public static class ChartExtensions { /// <summary> /// Chart内の全てのChartAreaについて書式を整える /// </summary> /// <param name="chart">書式を整えるChart</param> /// <param name="styleX">X軸のスタイル 規定値：Auto</param> /// <param name="styleY">Y軸のスタイル 規定値：Auto</param> /// <param name="minDivision">軸の最小分割数 規定値：4</param> /// <param name="maxDivision">軸の最大分割数 規定値：11</param> public static void FormatAll(Chart chart, AxisStyle styleX = AxisStyle.Auto, AxisStyle styleY = AxisStyle.Auto, int minDivision = 4, int maxDivision = 11) { foreach (var ca in chart.ChartAreas) { FormatArea(ca, chart.Series, styleX, styleY, minDivision, maxDivision); } } /// <summary> /// 指定されたChartAreaについて書式を整える /// </summary> /// <param name="area">書式を整えるのChartArea</param> /// <param name="series">ChartAreaに紐づけられたSeries</param> /// <param name="styleX">X軸のスタイル 規定値：Auto</param> /// <param name="styleY">Y軸のスタイル 規定値：Auto</param> /// <param name="minDivision">軸の最小分割数 規定値：4</param> /// <param name="maxDivision">軸の最大分割数 規定値：11</param> public static void FormatArea(ChartArea area, SeriesCollection series, AxisStyle styleX = AxisStyle.Auto, AxisStyle styleY = AxisStyle.Auto, int minDivision = 4, int maxDivision = 11) { var resX = new List<(double axisMin, double axisMax, double interval, double division)>(); var resY = new List<(double axisMin, double axisMax, double interval, double division)>(); foreach (var s in series) { if (area.Name == s.ChartArea && s.Points.Count >= 2) { var res = Format(s.Points.FindMinByValue("X").XValue, s.Points.FindMaxByValue("X").XValue, styleX, minDivision, maxDivision); if (!double.IsNaN(res.axisMin) && !double.IsNaN(res.axisMax)) resX.Add(res); res = Format(s.Points.FindMinByValue("Y1").YValues[0], s.Points.FindMaxByValue("Y1").YValues[0], styleY, minDivision, maxDivision); if (!double.IsNaN(res.axisMin) && !double.IsNaN(res.axisMax)) resY.Add(res); } } if (resX.Count != 0 && resY.Count != 0) { var res = Format(resX.Select(v => v.axisMin).Min(), resX.Select(v => v.axisMax).Max(), styleX, minDivision, maxDivision); area.AxisX.Maximum = res.axisMax; area.AxisX.Minimum = res.axisMin; area.AxisX.Interval = res.interval; res = Format(resY.Select(v => v.axisMin).Min(), resY.Select(v => v.axisMax).Max(), styleY, minDivision, maxDivision); area.AxisY.Maximum = res.axisMax; area.AxisY.Minimum = res.axisMin; area.AxisY.Interval = res.interval; } } public enum AxisStyle { Auto, ZeroToMax, MinToZero, MinToMax, Symmetry } /// <summary> /// 最小値・最大値よりAxisStyleに基づいて軸に適用する最小値・最大値を決定する /// </summary> /// <param name="min">表示したい最小の値</param> /// <param name="max">表示したい最大の値</param> /// <param name="style">軸のスタイル 規定値：Auto</param> /// <param name="minDivision">軸の最小分割数 規定値：4</param> /// <param name="maxDivision">軸の最大分割数 規定値：11</param> /// <returns>axisMin:軸に設定する最小値 axisMax:軸に設定する最大値 interval:軸のインターバル division:チャートエリアの分割数</returns> public static (double axisMin, double axisMax, double interval, double division) Format(double min, double max, AxisStyle style = AxisStyle.Auto, int minDivision = 4, int maxDivision = 11) { double resultMin, resultMax, interval, division; if (double.IsNaN(min)) min = 0; if (double.IsNaN(max)) max = 0; if (min == 0 && max == 0) return (Double.NaN, Double.NaN, Double.NaN, 1); if (min == max) return (max, max, Double.NaN, 1); if (min > max) { double swap = min; min = max; max = swap; } var res = FindOptimizedValue(min, max, minDivision, maxDivision); resultMin = res.axisMin; resultMax = res.axisMax; interval = res.interval; division = res.division; if (style == AxisStyle.Auto) { if (resultMin <= 0 && 0 <= resultMax) style = AxisStyle.MinToMax; else if (resultMax <= 0 && resultMax - resultMin > -resultMax) style = AxisStyle.MinToZero; else if (resultMin >= 0 && resultMax - resultMin > resultMin) style = AxisStyle.ZeroToMax; else style = AxisStyle.MinToMax; } switch (style) { case AxisStyle.ZeroToMax: resultMin = 0; break; case AxisStyle.MinToZero: resultMax = 0; break; case AxisStyle.Symmetry: if (Math.Abs(resultMin) <= Math.Abs(resultMax)) resultMin = -resultMax; else resultMax = -resultMin; division = ((maxDivision + minDivision) % 2 == 0) ? ((maxDivision + minDivision) / 2) : ((maxDivision + minDivision + 1) / 2); interval = resultMax / division * 2; break; } if (resultMin == double.MinValue || resultMin == double.MaxValue) resultMin = double.NaN; if (resultMax == double.MinValue || resultMax == double.MaxValue) resultMax = double.NaN; if (interval == double.MaxValue || interval == double.MinValue || interval == 0) { interval = double.NaN; division = 1; } else { interval = Round(interval, 4); } return (resultMin, resultMax, interval, division); } // key:Min/Maxの数値先頭2桁 value:分割数 static Dictionary<int, List<int>> divs = new Dictionary<int, List<int>>(){{ 10 ,new List<int>(){10, 5, 4, 2, 1}}, { 12 ,new List<int>(){ 6, 4, 3, 2, 1}}, { 15 ,new List<int>(){ 5, 3, 1}}, { 16 ,new List<int>(){ 8, 4, 2, 1}}, { 18 ,new List<int>(){ 9, 6, 3, 2, 1}}, { 20 ,new List<int>(){10, 5, 4, 2, 1}}, { 25 ,new List<int>(){10, 5, 2, 1}}, { 30 ,new List<int>(){10, 6, 5, 3, 2, 1}}, { 40 ,new List<int>(){10, 8, 4, 2, 1}}, { 50 ,new List<int>(){10, 5, 2, 1}}, { 60 ,new List<int>(){10, 6, 5, 4, 3, 2, 1}}, { 80 ,new List<int>(){10, 8, 4, 2, 1}}, { 90 ,new List<int>(){10, 9, 3, 2, 1}}, {100 ,new List<int>(){10, 5, 4, 2, 1}}}; private static (double axisMin, double axisMax, double interval, double division) FindOptimizedValue(double min, double max, int minDivision = 4, int maxDivision = 11) { int unitDigit = 0, unitSign, head; double divisiton = 0; double axisMin = 0, axisMax = 0, interval = double.NaN; if (Math.Abs(min) < Math.Abs(max)) { unitDigit = Digit(max) - 1; unitSign = Math.Sign(max); if (Digit(RoundUp(max, 2)) != Digit(max)) head = HeadValue(max, 2); else head = HeadValue(RoundUp(max, 2), 2); { int i = 0; while (head > divs.Keys.ToArray()[i]) ++i; head = divs.Keys.ToArray()[i]; } axisMax = head * Math.Pow(10, unitDigit) * unitSign; if (HeadValue(axisMax) == 1) unitDigit = Digit(axisMax) - 1; else unitDigit = Digit(axisMax); double tmpLeast = double.MinValue; double tmp, tmpInterval, tmpDivision; foreach (var d in divs[head]) { tmpInterval = Math.Abs(axisMax / d); if (Math.Sign(min) == Math.Sign(axisMax)) { while (axisMax - min < tmpInterval) tmpInterval /= 10; tmp = axisMax; } else { tmp = 0; } while (min < tmp) tmp -= tmpInterval; tmpDivision = (axisMax - tmp) / tmpInterval; if (tmpLeast < tmp && minDivision <= tmpDivision && tmpDivision <= maxDivision) { tmpLeast = tmp; interval = tmpInterval; divisiton = tmpDivision; } } axisMin = tmpLeast; } else { unitDigit = Digit(min) - 1; unitSign = Math.Sign(min); if (Digit(RoundDown(min, 2)) != Digit(min)) head = HeadValue(min, 2); else head = HeadValue(RoundDown(min, 2), 2); { int i = 0; while (head > divs.Keys.ToArray()[i]) ++i; head = divs.Keys.ToArray()[i]; } axisMin = head * Math.Pow(10, unitDigit) * unitSign; if (HeadValue(axisMin) == 1) unitDigit = Digit(axisMin) - 1; else unitDigit = Digit(axisMin); double tmpMost = double.MaxValue; double tmp, tmpInterval, tmpDivision; foreach (var d in divs[head]) { tmpInterval = Math.Abs(axisMin / d); if (Math.Sign(axisMin) == Math.Sign(max)) { while (max - axisMin < tmpInterval) tmpInterval /= 10; tmp = axisMin; } else { tmp = 0; } while (tmp < max) tmp += tmpInterval; tmpDivision = (tmp - axisMin) / tmpInterval; if (tmp < tmpMost && minDivision <= tmpDivision && tmpDivision <= maxDivision) { tmpMost = tmp; interval = tmpInterval; divisiton = (tmp - axisMin) / tmpInterval; } } axisMax = tmpMost; } return (axisMin, axisMax, interval, divisiton); } /// <summary> /// 指定されたChartオブジェクトを拡大し指定のファイル名で画像として保存 /// </summary> /// <param name="chart">キャプチャを行うChartオブジェクト</param> /// <param name="fullPath">保存ファイル名のフルパス</param> /// <param name="zoomFactor">拡大率 規定値：3</param> /// <param name="imageFormat">拡張子 規定値：.png</param> public static void Capture(Chart chart, string fullPath, int zoomFactor = 3, ChartImageFormat imageFormat = ChartImageFormat.Png) { var docking = chart.Dock; chart.Dock = DockStyle.None; chart.Width *= zoomFactor; chart.Height *= zoomFactor; var fonts = new Queue<(Font origin, Font zoom)>(); foreach (var ca in chart.ChartAreas) { fonts.Enqueue(FontZooming(ca.AxisX.TitleFont, zoomFactor)); ca.AxisX.TitleFont = fonts.Last().zoom; fonts.Enqueue(FontZooming(ca.AxisY.TitleFont, zoomFactor)); ca.AxisY.TitleFont = fonts.Last().zoom; fonts.Enqueue(FontZooming(ca.AxisX.LabelStyle.Font, zoomFactor)); ca.AxisX.LabelStyle.Font = fonts.Last().zoom; fonts.Enqueue(FontZooming(ca.AxisY.LabelStyle.Font, zoomFactor)); ca.AxisY.LabelStyle.Font = fonts.Last().zoom; } foreach (var s in chart.Series) s.BorderWidth *= zoomFactor; foreach (var l in chart.Legends) { fonts.Enqueue(FontZooming(l.Font, zoomFactor)); l.Font = fonts.Last().zoom; } foreach (var t in chart.Titles) { fonts.Enqueue(FontZooming(t.Font, zoomFactor)); t.Font = fonts.Last().zoom; } foreach (var a in chart.Annotations.Where(a => a.AnnotationType == "Text").Select(a => ((TextAnnotation)a)).ToArray()) { fonts.Enqueue(FontZooming(a.Font, zoomFactor)); a.Font = fonts.Last().zoom; } try { chart.SaveImage(fullPath, imageFormat); } catch(Exception ex) { Debug.WriteLine(ex.Message); } foreach (var ca in chart.ChartAreas) { ca.AxisX.TitleFont = fonts.Dequeue().origin; ca.AxisY.TitleFont = fonts.Dequeue().origin; ca.AxisX.LabelStyle.Font = fonts.Dequeue().origin; ca.AxisY.LabelStyle.Font = fonts.Dequeue().origin; } foreach (var s in chart.Series) s.BorderWidth /= zoomFactor; foreach (var l in chart.Legends) l.Font = fonts.Dequeue().origin; foreach (var t in chart.Titles) t.Font = fonts.Dequeue().origin; foreach (var a in chart.Annotations.Where(a => a.AnnotationType == "Text").Select(a => ((TextAnnotation)a)).ToArray()) a.Font = fonts.Dequeue().origin; chart.Width /= zoomFactor; chart.Height /= zoomFactor; chart.Dock = docking; } private static (Font origin, Font zoom) FontZooming(Font origin, double zoomFactor) { private static (Font origin, Font zoom) FontZooming(Font origin, double zoomFactor) { return (origin, new Font(origin.OriginalFontName, (float)Math.Ceiling(origin.Size * zoomFactor))); } } }
使い方
XMLコメントを入れてるつもりなのでだいたいそれの通りです．
スタイル・分割数
スタイル
ChartExtension.ChartExtensions.AxisStyle列挙型で定義している軸のスタイルです． * Auto 格納されているデータによって適当に設定されます．
MinToMax 格納されているデータ全てを描画できるように設定されます．
ZeroToMax Axis.Minimumが必ず0となります． 0以下のデータは描画範囲外となります．
ZeroToMax MinToZero Axis.Maximumが必ず0となります 0以上のデータは描画範囲外となります．
MinToZero Symmetry ゼロを軸として正負同じ範囲を持つよう最小値・最大値が設定されます．
Symmetry
分割数
軸範囲を何分割するかを指定します．
分割数を大きくするとintervalは小さくなります．
chartコントロール全体を一括で
ChartExtension.ChartExtensions.FormatAll(ChartControll);
chartコントロールを渡してやればOKです．
既定値以外のスタイルとか分割数を使いたい場合引数で指定してあげてください．
chartAreaに対して適用
ChartExtension.ChartExtensions.FormatArea(ChartArea, SeriesCollection);
ChartAreaとChartコントロール内のSeriesCollectionを渡してやればOKです．ChartAreaに関連付けされたSeriesの値でいい感じに処理します．
Chartコントロール全体じゃなくてChartArea単位で操作したいとき，ありますよね．
既定値以外のスタイルとか分割数を使いたい場合引数で指定(ry
最小値最大値を渡して，軸に設定すべき値をタプルで受け取る
ChartExtension.ChartExtensions.Format(minimumValue, maximumValue);
表示させたい値範囲を渡してやると，
(double axisMin, double axisMax, double interval, double division)
というクソタプルが返ってきます．
Axis単位で操作したいとき用です．
既定値以外のスタイルとか(ry
chartコントロールを拡大してキャプチャする (おまけ)
ChartExtension.ChartExtensions.Capture(Chart chart, string fullPath, int zoomFactor, ChartImageFormat imageFormat);
チャートを画像保存したいけど，そのままだと画像サイズが小さい...みたいなときに使えるはずです．
キャプチャしたいChartコントロール，保存先，拡大倍率，保存形式を引数で渡します(既定値：拡大率3，形式.png)．
リポジトリ
Windowsフォームアプリケーションで乱数生成された点をプロットした際にどうなるかを確認できます．
