Apache Commons Math3探索之多项式曲线拟合实现代码
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2020-08-29
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Apache Commons Math3探索之多项式曲线拟合实现代码探索之多项式曲线拟合实现代码
主要介绍了Apache Commons Math3探索之多项式曲线拟合实现代码，小编觉得挺不错的，这里分享给大家，
供需要的朋友参考。
上一篇文章我们介绍了Apache Commons Math3学习之数值积分实例代码，这里给大家分享math3多项式曲线拟合的相关内
容，具体如下。
多项式曲线拟合：org.apache.commons.math3.fitting.PolynomialCurveFitter类。
用法示例代码：用法示例代码：
// ... 创建并初始化输入数据：
double[] x = new double[...];
double[] y = new double[...];
将原始的x-y数据序列合成带权重的观察点数据序列：
WeightedObservedPoints points = new WeightedObservedPoints();
// 将x-y数据元素调用points.add(x[i], y[i])加入到观察点序列中
// ...
PolynomialCurveFitter fitter = PolynomialCurveFitter.create(degree); // degree 指定多项式阶数
double[] result = fitter.fit(points.toList()); // 曲线拟合，结果保存于双精度数组中，由常数项至最高次幂系数排列
首先要准备好待拟合的曲线数据x和y，这是两个double数组，然后把这两个数组合并到WeightedObservedPoints对象实例
中，可以调用WeightedObservedPoints.add(x[i], y[i])将x和y序列中的数据逐个添加到观察点序列对象中。随后创建
PolynomialCurveFitter对象，创建时要指定拟合多项式的阶数，注意阶数要选择适当，不是越高越好，否则拟合误差会很大。
最后调用PolynomialCurveFitter的fit方法即可完成多项式曲线拟合，fit方法的参数通过WeightedObservedPoints.toList()获得。
拟合结果通过一个double数组返回，按元素顺序依次是常数项、一次项、二次项、……。
完整的演示代码如下：
interface TestCase
{
public Object run(List<Object> params) throws Exception;
public List<Object> getParams();
public void printResult(Object result);
}
class CalcCurveFitting implements TestCase
{
public CalcCurveFitting()
{
System.out.print("本算例用于计算多项式曲线拟合。正在初始化 计算数据(" + arrayLength + "点, " + degree + "阶)... ...");
inputDataX = new double[arrayLength];
// inputDataX = new double[] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
inputDataY = new double[inputDataX.length];
double[] factor = new double[degree + 1]; // N阶多项式会有N+1个系数，其中之一为常数项
for(int index = 0; index < factor.length; index ++)
{
factor[index] = index + 1;
}
for(int index = 0; index < inputDataY.length; index ++)
{
inputDataX[index] = index * 0.00001;
inputDataY[index] = calcPoly(inputDataX[index], factor); // y = sum(x[n) * fact[n])
// System.out.print(inputDataY[index] + ", ");
}
points = new WeightedObservedPoints();
for(int index = 0; index < inputDataX.length; index ++)
{
points.add(inputDataX[index], inputDataY[index]);
}
System.out.println("初始化完成");
}
@Override
public List<Object> getParams()
{
List<Object> params = new ArrayList<Object>();
params.add(points);
return params;
}
@Override
public Object run(List<Object> params) throws Exception
{
PolynomialCurveFitter fitter = PolynomialCurveFitter.create(degree);
WeightedObservedPoints points = (WeightedObservedPoints)params.get(0);
double[] result = fitter.fit(points.toList());
return result;
}
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