• 最小二乘法拟合java实现源程序(转)


    因为我所在的项目要用到最小二乘法拟合,所有我抽时间将C++实现的程序改为JAVA实现,现在贴出来,供大家参考使用。
    /**
     * <p>函数功能:最小二乘法曲线拟合</p>
     * @param x 实型一维数组,长度为 n 。存放给定 n 个数据点的 X 坐标
     * @param y 实型一维数组,长度为 n 。存放给定 n 个数据点的 Y 坐标
     * @param n 变量。给定数据点的个数
     * @param a 实型一维数组,长度为 m 。返回 m-1 次拟合多项式的 m 个系数
     * @param m 拟合多项式的项数,即拟合多项式的最高次数为 m-1.
     *          要求 m<=n 且m<=20。若 m>n 或 m>20 ,则本函数自动按 m=min{n,20} 处理.
     * <p>Date:2007-12-25 16:21 PM</p>
     * @author qingbao-gao
     * @return 
     */
     public static double[] PolyFit(double x[], double y[], int n, double a[], int m)
     {
      int i, j, k;
      double z, p, c, g, q = 0, d1, d2; 
      double []s=new double[20];
      double []t=new double[20];
      double[] b=new double[20];
      double[]dt=new double[3];
      for (i = 0; i <= m-1; i++)
      {
       a[i] = 0.0;
      }
      if (m > n)
      {
       m = n;
      }
      if (m > 20)
      {
       m = 20;
      }
      z = 0.0;
      for (i = 0; i <= n-1; i++)
      {
       z = z+x[i]/(1.0 *n);
      }
      b[0] = 1.0;
      d1 = 1.0 * n;
      p = 0.0;
      c = 0.0;
      for (i = 0; i <= n-1; i++)
      {
       p = p+(x[i]-z);
       c = c+y[i];
      }
      c = c/d1;
      p = p/d1;
      a[0] = c * b[0];
      if (m > 1)
      {
       t[1] = 1.0;
       t[0] = -p;
       d2 = 0.0;
       c = 0.0;
       g = 0.0;
       for (i = 0; i <= n-1; i++)
       {
        q = x[i]-z-p;
        d2 = d2+q * q;
        c = c+y[i] *q;
        g = g+(x[i]-z) *q * q;
       }
       c = c/d2;
       p = g/d2;
       q = d2/d1;
       d1 = d2;
       a[1] = c * t[1];
       a[0] = c * t[0]+a[0];
      }
      for (j = 2; j <= m-1; j++)
      {
       s[j] = t[j-1];
       s[j-1] = -p * t[j-1]+t[j-2];
       if (j >= 3)
        for (k = j-2; k >= 1; k--)
           {
         s[k] = -p * t[k]+t[k-1]-q * b[k];
           }
       s[0] = -p * t[0]-q * b[0];
       d2 = 0.0;
       c = 0.0;
       g = 0.0;
       for (i = 0; i <= n-1; i++)
       {
        q = s[j];
        for (k = j-1; k >= 0; k--)
        {
         q = q *(x[i]-z)+s[k];
        }
        d2 = d2+q * q;
        c = c+y[i] *q;
        g = g+(x[i]-z) *q * q;
       }
       c = c/d2;
       p = g/d2;
       q = d2/d1;
       d1 = d2;
       a[j] = c * s[j];
       t[j] = s[j];
       for (k = j-1; k >= 0; k--)
       {
        a[k] = c * s[k]+a[k];
        b[k] = t[k];
        t[k] = s[k];
       }
      }
      dt[0] = 0.0;
      dt[1] = 0.0;
      dt[2] = 0.0;
      for (i = 0; i <= n-1; i++)
      {
       q = a[m-1];
       for (k = m-2; k >= 0; k--)
       {
        q = a[k]+q *(x[i]-z);
       }
       p = q-y[i];
       if (Math.abs(p) > dt[2])
       {
        dt[2] = Math.abs(p);
       }
       dt[0] = dt[0]+p * p;
       dt[1] = dt[1]+Math.abs(p);
      }
      return a;
     }
    /**
      * <p>对X轴数据节点球平均值</p>
      * @param x 存储X轴节点的数组
      * <p>Date:2007-12-25 20:21 PM</p>
      * @author qingbao-gao
      * @return  平均值
      */
     public static double ave(double []x)
     {
      double ave=0;
      double sum=0;
      if(x!=null)
      {
       for(int i=0;i<x.length;i++)
       {
        sum+=x[i];
       }
       System.out.println("sum-->"+sum);
       ave=sum/x.length;
       System.out.println("ave"+ave+"x.length"+x.length);
      }
      return ave;
     }
     /**
      * <p>由X值获得Y值</p>
      * @param x  当前X轴输入值,即为预测的月份
      * @param xx 当前X轴输入值的前X数据点
      * @param a  存储多项式系数的数组
      * @param m  存储多项式的最高次数的数组
      * <p>Date:2007-12-25 PM 20:07</p>
      * <P>Author:qingbao-gao</P>
      * @return   对应X轴节点值的Y轴值
      */
     public static double getY(double x,double[]xx,double[]a,int m)
     {
      double y=0;
      double ave=ave(xx);
      
      double l=0;
      for(int i=0;i<m;i++)
      {
       l=a[0];
       if(i>0)
       {
        y+=a[i]*Math.pow((x-ave),i );
        System.out.println(i+"--|-->"+y+"--a[i]--"+a[i]);
       }
       System.out.println("a[0]|"+a[0]);
      }
      System.out.println("l--|"+(l));
      return (y+l);
     }

    //--------------------------------------------测试代码

    public static void main(String []args)throws DBException
     {  

      double []x={200401,200402,200403,200404,200405,200406,200407,200408,200409,2004010,2004011,2004012,200501,200502,200503,200504};
      double []y={51,51,53,53,54,55,57,60,63,64,66,66,69,71,72,75};
      double[]a=new double[20];
      double[]aa= PolyFit(x,  y,  16,a, 3);
      double yy=0;
      System.out.println("拟合-->"+getY(200505,x,aa,3));

     }

    测试结果为:拟合-->72.38898870320554
    效果还可以。

    http://www.blogjava.net/1504/archive/2009/04/15/265869.html

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/softidea/p/5225090.html
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