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[Java代码] Java实现的n阶曲线拟合功能示例

发表于 2018-3-4 10:28:01

本文实例讲述了Java实现的n阶曲线拟合功能。分享给大家供大家参考,具体如下:

前面一篇文章Java实现求解一元n次多项式的方法,能解多项式以后,还需要利用那个类,根据若干采样点数据来对未来数据进行预测,拟合的矩阵在上一篇文章中已经贴出来了,这里就不说了,本篇主要是如何根据采样点来计算系数矩阵,并计算预测点的值。

原理很简单,公式在上一篇文章中也有了,此处直接贴代码。

其中用到了上一篇文章中写的类commonAlgorithm.PolynomiaSoluter

  1. package commonAlgorithm;
  2. import commonAlgorithm.PolynomialSoluter;
  3. import java.lang.Math;
  4. public class LeastSquare {
  5. private double[][] matrixA;
  6. private double[] arrayB;
  7. private double[] factors;
  8. private int order;
  9. public LeastSquare() {
  10. }
  11. /*
  12. * 实例化后,计算前,先要输入参数并生成公式 arrayX为采样点的x轴坐标,按照采样顺序排列
  13. * arrayY为采样点的y轴坐标,按照采样顺序与x一一对应排列 order
  14. * 为进行拟合的阶数。用低阶来拟合高阶曲线时可能会不准确,但阶数过高会导致计算缓慢
  15. */
  16. public boolean generateFormula(double[] arrayX, double[] arrayY, int order) {
  17. if (arrayX.length != arrayY.length)
  18. return false;
  19. this.order = order;
  20. int len = arrayX.length;
  21. // 拟合运算中的x矩阵和y矩阵
  22. matrixA = new double[order + 1][order + 1];
  23. arrayB = new double[order + 1];
  24. // 生成y矩阵以及x矩阵中幂<=order的部分
  25. for (int i = 0; i < order + 1; i++) {
  26. double sumX = 0;
  27. for (int j = 0; j < len; j++) {
  28. double tmp = Math.pow(arrayX[j], i);
  29. sumX += tmp;
  30. arrayB[i] += tmp * arrayY[j];
  31. }
  32. for (int j = 0; j <= i; j++)
  33. matrixA[j][i - j] = sumX;
  34. }
  35. // 生成x矩阵中幂>order的部分
  36. for (int i = order + 1; i <= order * 2; i++) {
  37. double sumX = 0;
  38. for (int j = 0; j < len; j++)
  39. sumX += Math.pow(arrayX[j], i);
  40. for (int j = i - order; j < order + 1; j++) {
  41. matrixA[i - j][j] = sumX;
  42. }
  43. }
  44. // 实例化PolynomiaSoluter并解方程组,得到各阶的系数序列factors
  45. PolynomialSoluter soluter = new PolynomialSoluter();
  46. factors = soluter.getResult(matrixA, arrayB);
  47. if (factors == null)
  48. return false;
  49. else
  50. return true;
  51. }
  52. // 根据输入坐标,以及系数序列factors计算指定坐标的结果
  53. public double calculate(double x) {
  54. double result = factors[0];
  55. for (int i = 1; i <= order; i++)
  56. result += factors[i] * Math.pow(x, i);
  57. return result;
  58. }
  59. }
复制代码

PS:这里再为大家推荐几款计算工具供大家进一步参考借鉴:

在线多项式曲线及曲线函数拟合工具:
http://tools.jb51.net/jisuanqi/create_fun/

在线绘制多项式/函数曲线图形工具:
http://tools.jb51.net/jisuanqi/fun_draw

在线一元函数(方程)求解计算工具:
http://tools.jb51.net/jisuanqi/equ_jisuanqi

科学计算器在线使用_高级计算器在线计算:
http://tools.jb51.net/jisuanqi/jsqkexue

在线计算器_标准计算器:
http://tools.jb51.net/jisuanqi/jsq

更多关于java算法相关内容感兴趣的读者可查看本站专题:《Java数据结构与算法教程》、《Java操作DOM节点技巧总结》、《Java文件与目录操作技巧汇总》和《Java缓存操作技巧汇总》

希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。



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