git.cworth.org Git - acre/blob - acre.c

   1 /* acre - A cairo-based library for creating plots and charts.
   2  *
   3  * Copyright © 2009 Carl Worth <cworth@cworth.org>
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU General Public License as
   7  * published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
   8  * License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
  13  * General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
  16  * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  17  * 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA.
  18  */
  19
  20 #include "acre.h"
  21 #include "xmalloc.h"
  22
  23 #include <string.h>
  24 #include <math.h>
  25
  26 typedef struct _acre_data_point_2d {
  27     double x;
  28     double y;
  29 } acre_data_point_2d_t;
  30
  31 struct _acre_data {
  32     char *name;
  33
  34     acre_data_point_2d_t *points;
  35     unsigned int points_size;
  36     unsigned int num_points;
  37 };
  38
  39 struct _acre {
  40     char *title;
  41     char *x_axis_label;
  42     char *y_axis_label;
  43
  44     acre_data_t **data;
  45     unsigned int data_size;
  46     unsigned int num_data;
  47
  48     /* Data for drawing. */
  49     cairo_t *cr;
  50
  51     /* Total size including labels. */
  52     int width;
  53     int height;
  54
  55     /* Position and size of chart alone. */
  56     PangoRectangle chart;
  57 };
  58
  59 /* Create a new, empty plot. */
  60 acre_t *
  61 acre_create (void)
  62 {
  63     acre_t *acre;
  64
  65     acre = xmalloc (sizeof (acre_t));
  66
  67     acre->title = NULL;
  68     acre->x_axis_label = NULL;
  69     acre->y_axis_label = NULL;
  70
  71     acre->data = NULL;
  72     acre->data_size = 0;
  73     acre->num_data = 0;
  74
  75     return acre;
  76 }
  77
  78 /* Destroy a plot. */
  79 void
  80 acre_destroy (acre_t *acre)
  81 {
  82     unsigned int i;
  83
  84     free (acre->title);
  85     free (acre->x_axis_label);
  86     free (acre->y_axis_label);
  87
  88     for (i = 0; i < acre->num_data; i++)
  89         acre_data_destroy (acre->data[i]);
  90
  91     free (acre->data);
  92
  93     free (acre);
  94 }
  95
  96 void
  97 acre_set_title (acre_t *acre, const char *title)
  98 {
  99     free (acre->title);
 100
 101     acre->title = strdup (title);
 102 }
 103
 104 void
 105 acre_set_x_axis_label (acre_t *acre, const char *label)
 106 {
 107     free (acre->x_axis_label);
 108
 109     acre->x_axis_label = strdup (label);
 110 }
 111
 112 void
 113 acre_set_y_axis_label (acre_t *acre, const char *label)
 114 {
 115     free (acre->y_axis_label);
 116
 117     acre->y_axis_label = strdup (label);
 118 }
 119
 120 /* Add a dataset to the plot. The plot assumes ownership of the
 121  * dataset so it is not necessary to call acre_data_destroy on it. */
 122 void
 123 acre_add_data (acre_t *acre, acre_data_t *data)
 124 {
 125     if (acre->num_data >= acre->data_size) {
 126         acre->data_size *= 2;
 127         if (acre->data_size == 0)
 128             acre->data_size = 1;
 129         acre->data = xrealloc_ab (acre->data,
 130                                   acre->data_size,
 131                                   sizeof (acre_data_t *));
 132     }
 133
 134     acre->data[acre->num_data] = data;
 135     acre->num_data++;
 136 }
 137
 138 #define ACRE_FONT_FAMILY "sans"
 139 #define ACRE_FONT_SIZE 12
 140 #define ACRE_TITLE_FONT_SIZE 32
 141 #define ACRE_PAD (ACRE_FONT_SIZE)
 142 #define ACRE_TICK_SIZE 4
 143
 144 static void
 145 _draw_title_and_labels (acre_t *acre)
 146 {
 147     cairo_t *cr = acre->cr;
 148     PangoFontDescription *acre_font, *title_font;
 149     PangoLayout *title_layout, *x_axis_layout, *y_axis_layout;
 150     int title_width, title_height;
 151     int x_axis_width, x_axis_height;
 152     int y_axis_width, y_axis_height;
 153     PangoRectangle new_chart;
 154
 155     cairo_save (cr);
 156
 157     acre_font = pango_font_description_new ();
 158     pango_font_description_set_family (acre_font, ACRE_FONT_FAMILY);
 159     pango_font_description_set_absolute_size (acre_font,
 160                                               ACRE_FONT_SIZE * PANGO_SCALE);
 161
 162     title_font = pango_font_description_new ();
 163     pango_font_description_set_family (title_font, ACRE_FONT_FAMILY);
 164     pango_font_description_set_absolute_size (title_font,
 165                                               ACRE_TITLE_FONT_SIZE * PANGO_SCALE);
 166
 167     title_layout = pango_cairo_create_layout (cr);
 168     pango_layout_set_font_description (title_layout, title_font);
 169     pango_layout_set_text (title_layout, acre->title, -1);
 170     pango_layout_set_alignment (title_layout, PANGO_ALIGN_CENTER);
 171
 172     x_axis_layout = pango_cairo_create_layout (cr);
 173     pango_layout_set_font_description (x_axis_layout, acre_font);
 174     pango_layout_set_text (x_axis_layout, acre->x_axis_label, -1);
 175     pango_layout_set_alignment (x_axis_layout, PANGO_ALIGN_CENTER);
 176
 177     y_axis_layout = pango_cairo_create_layout (cr);
 178     pango_layout_set_font_description (y_axis_layout, acre_font);
 179     pango_layout_set_text (y_axis_layout, acre->y_axis_label, -1);
 180     pango_layout_set_alignment (y_axis_layout, PANGO_ALIGN_CENTER);
 181
 182     /* Iterate with the layout of the title and axis labels until they
 183      * are stable, (this requires iteration since we don't know what
 184      * to set their widths to in advance due to the wrapping of the
 185      * other elements). */
 186     acre->chart.x = 0;
 187     acre->chart.y = 0;
 188     acre->chart.width = acre->width;
 189     acre->chart.height = acre->height;
 190     while (1) {
 191         pango_layout_set_width (title_layout, acre->chart.width * PANGO_SCALE);
 192         pango_layout_set_width (x_axis_layout, acre->chart.width * PANGO_SCALE);
 193         pango_layout_set_width (y_axis_layout, acre->chart.height * PANGO_SCALE);
 194
 195         pango_layout_get_pixel_size (title_layout, &title_width, &title_height);
 196         pango_layout_get_pixel_size (x_axis_layout, &x_axis_width, &x_axis_height);
 197         pango_layout_get_pixel_size (y_axis_layout, &y_axis_width, &y_axis_height);
 198
 199         new_chart.x = ACRE_PAD + y_axis_height +
 200             ACRE_PAD + ACRE_FONT_SIZE;
 201         new_chart.width = acre->width - acre->chart.x - ACRE_PAD;
 202
 203         new_chart.y = ACRE_PAD + title_height + ACRE_PAD;
 204         new_chart.height = acre->height - acre->chart.y - (ACRE_FONT_SIZE + ACRE_PAD + x_axis_height + ACRE_PAD);
 205
 206         if (new_chart.x == acre->chart.x &&
 207             new_chart.y == acre->chart.y &&
 208             new_chart.width == acre->chart.width &&
 209             new_chart.height == acre->chart.height)
 210         {
 211             break;
 212         }
 213
 214         acre->chart.x = new_chart.x;
 215         acre->chart.y = new_chart.y;
 216         acre->chart.width = new_chart.width;
 217         acre->chart.height = new_chart.height;
 218     }
 219
 220     cairo_set_source_rgb (cr, 0, 0, 0);
 221
 222     cairo_move_to (cr, acre->chart.x, ACRE_PAD);
 223     pango_cairo_show_layout (cr, title_layout);
 224
 225     cairo_save (cr);
 226     {
 227         cairo_translate (cr, ACRE_PAD, acre->chart.y + acre->chart.height);
 228         cairo_rotate (cr, - M_PI / 2.0);
 229         cairo_move_to (cr, 0, 0);
 230         pango_cairo_show_layout (cr, y_axis_layout);
 231     }
 232     cairo_restore (cr);
 233
 234     cairo_move_to (cr, acre->chart.x,
 235                    acre->chart.y + acre->chart.height +
 236                    ACRE_FONT_SIZE + ACRE_PAD);
 237     pango_cairo_show_layout (cr, x_axis_layout);
 238
 239     cairo_restore (cr);
 240 }
 241
 242 static void
 243 _draw_frame_and_ticks (acre_t *acre)
 244 {
 245     cairo_t *cr = acre->cr;
 246
 247     cairo_save (cr);
 248
 249     cairo_rectangle (cr,
 250                      acre->chart.x - 0.5, acre->chart.y - 0.5,
 251                      acre->chart.width + 1.0, acre->chart.height + 1.0);
 252     cairo_set_line_width (cr, 1.0);
 253     cairo_set_source_rgb (cr, 0, 0, 0);
 254     cairo_stroke (cr);
 255
 256     cairo_restore (cr);
 257 }
 258
 259 /* Draw the plot to the given cairo context within a user-space
 260  * rectangle from (0, 0) to (width, height). This size includes all
 261  * space for extra-plot elements (such as the title, the axis labels,
 262  * etc.)
 263  */
 264 void
 265 acre_draw (acre_t *acre, cairo_t *cr, int width, int height)
 266 {
 267     acre->cr = cr;
 268     acre->width = width;
 269     acre->height = height;
 270
 271     cairo_save (cr);
 272
 273     cairo_set_source_rgb (cr, 1, 1, 1);
 274
 275     cairo_paint (cr);
 276
 277     _draw_title_and_labels (acre);
 278
 279     _draw_frame_and_ticks (acre);
 280 }
 281
 282 /* Create a new dataset---a collection of (x, y) datapoints. A single
 283  * plot can contain multiple datasets, (see acre_add_data). */
 284 acre_data_t *
 285 acre_data_create (void)
 286 {
 287     acre_data_t *data;
 288
 289     data = xmalloc (sizeof (acre_data_t));
 290
 291     data->name = NULL;
 292
 293     data->points = NULL;
 294     data->points_size = 0;
 295     data->num_points = 0;
 296
 297     return data;
 298 }
 299
 300 /* Destroy an acre dataset. Do not call this function if the dataset
 301  * has been added to an acre_t plot with acre_add_data. */
 302 void
 303 acre_data_destroy (acre_data_t *data)
 304 {
 305     free (data->points);
 306
 307     free (data);
 308 }
 309
 310 /* Set the label for this dataset (to appear in the plot's key). */
 311 void
 312 acre_data_set_name (acre_data_t *data, const char *name)
 313 {
 314     free (data->name);
 315
 316     data->name = strdup (name);
 317 }
 318
 319 /* Add a datapoint to the given dataset. */
 320 void
 321 acre_data_add_point_2d (acre_data_t *data, double x, double y)
 322 {
 323     if (data->num_points >= data->points_size) {
 324         data->points_size *= 2;
 325         if (data->points_size == 0)
 326             data->points_size = 16;
 327         data->points = xrealloc_ab (data->points,
 328                                     data->points_size,
 329                                     sizeof (acre_data_point_2d_t));
 330     }
 331
 332     data->points[data->num_points].x = x;
 333     data->points[data->num_points].y = y;
 334     data->num_points++;
 335 }