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[Java代码] Java实现求解一元n次多项式的方法示例

发表于 2018-2-25 08:00:00

本文实例讲述了Java实现求解一元n次多项式的方法。分享给大家供大家参考,具体如下:

项目需要做趋势预测,采用线性拟合、2阶曲线拟合和指数拟合的算法,各种线性拟合算法写成矩阵大概是这么个形式:

其中x是横坐标采样值,y是纵坐标采样值,i是采样点序列号,a是系数,N是采样点个数,n是阶数,所以线性拟合最后就转成了一个解高阶方程组的问题。

不知道有没有什么好用的java矩阵运算的包,我很不擅长搜集这种资料,所以只好捡起了已经放下多年的线性代数,自己写了个java程序用增广矩阵的算法来解高阶方程组。直接贴代码好了:

  1. package commonAlgorithm;
  2. public class PolynomialSoluter {
  3. private double[][] matrix;
  4. private double[] result;
  5. private int order;
  6. public PolynomialSoluter() {
  7. }
  8. // 检查输入项长度并生成增广矩阵
  9. private boolean init(double[][] matrixA, double[] arrayB) {
  10. order = arrayB.length;
  11. if (matrixA.length != order)
  12. return false;
  13. matrix = new double[order][order + 1];
  14. for (int i = 0; i < order; i++) {
  15. if (matrixA[i].length != order)
  16. return false;
  17. for (int j = 0; j < order; j++) {
  18. matrix[i][j] = matrixA[i][j];
  19. }
  20. matrix[i][order] = arrayB[i];
  21. }
  22. result = new double[order];
  23. return true;
  24. }
  25. public double[] getResult(double[][] matrixA, double[] arrayB) {
  26. if (!init(matrixA, arrayB))
  27. return null;
  28. // 高斯消元-正向
  29. for (int i = 0; i < order; i++) {
  30. // 如果当前行对角线项为0则与后面的同列项非0的行交换
  31. if (!swithIfZero(i))
  32. return null;
  33. // 消元
  34. for (int j = i + 1; j < order; j++) {
  35. if (matrix[j][i] == 0)
  36. continue;
  37. double factor = matrix[j][i] / matrix[i][i];
  38. for (int l = i; l < order + 1; l++)
  39. matrix[j][l] = matrix[j][l] - matrix[i][l] * factor;
  40. }
  41. }
  42. // 高斯消元-反向-去掉了冗余计算
  43. for (int i = order - 1; i >= 0; i--) {
  44. result[i] = matrix[i][order] / matrix[i][i];
  45. for (int j = i - 1; j > -1; j--)
  46. matrix[j][order] = matrix[j][order] - result[i] * matrix[j][i];
  47. }
  48. return result;
  49. }
  50. private boolean swithIfZero(int i) {
  51. if (matrix[i][i] == 0) {
  52. int j = i + 1;
  53. // 找到对应位置非0的列
  54. while (j < order && matrix[j][i] == 0)
  55. j++;
  56. // 若对应位置全为0则无解
  57. if (j == order)
  58. return false;
  59. else
  60. switchRows(i, j);
  61. }
  62. return true;
  63. }
  64. private void switchRows(int i, int j) {
  65. double[] tmp = matrix[i];
  66. matrix[i] = matrix[j];
  67. matrix[j] = tmp;
  68. }
  69. }
复制代码

有更好的算法或者有合适的矩阵运算包欢迎交流

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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