用jfreechart繪制光滑曲線，利用最小二乘法數學原理計算，供大家參考，具體內容如下
繪制圖形：
代碼：
fittingcurve.java
|
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
|
package org.jevy; import java.util.arraylist; import java.util.list; import org.jfree.chart.chartfactory; import org.jfree.chart.chartpanel; import org.jfree.chart.jfreechart; import org.jfree.chart.axis.valueaxis; import org.jfree.chart.plot.plotorientation; import org.jfree.chart.plot.xyplot; import org.jfree.chart.renderer.xy.xyitemrenderer; import org.jfree.chart.renderer.xy.xylineandshaperenderer; import org.jfree.data.xy.xydataset; import org.jfree.data.xy.xyseries; import org.jfree.data.xy.xyseriescollection; import org.jfree.ui.applicationframe; import org.jfree.ui.refineryutilities; public class fittingcurve extends applicationframe{ list<double> equation = null; //設置多項式的次數 int times = 2; public fittingcurve(string title) { super(title); //使用最小二乘法計算擬合多項式中各項前的系數。 /* 請注意： 多項式曲線參數計算 與 chart圖表生成 是分開處理的。 多項式曲線參數計算： 負責計算多項式系數， 返回多項式系數list。 chart圖表生成： 僅僅負責按照給定的數據繪圖。 比如對給定的點進行連線。 本實例中，光滑的曲線是用密度很高的點連線繪制出來的。 由于我們計算出了多項式的系數，所以我們讓x軸數據按照很小的步長增大，針對每一個x值，使用多項式計算出y值， 從而得出點眾多的(x,y)組。 把這些(x, y)組成的點連線繪制出來，則顯示出光滑的曲線。 xyseries為jfreechart繪圖數據集， 用于繪制一組有關系的數據。 xyseries對應于x,y坐標軸數據集， 添加數據方式為： xyseries s.add(x,y); xyseriescollection 為xyseries的集合， 當需要在一個chart上繪制多條曲線的時候，需要把多條曲線對應的xyseries添加到xyseriescollection 添加方法：dataset.addseries(s1); dataset.addseries(s2); */ //多項式的次數從高到低，該函數需要的參數：x軸數據<list>，y軸數據<list>，多項式的次數<2> this.equation = this.getcurveequation(this.getdata().get(0),this.getdata().get(1),this.times); //生成chart jfreechart chart = this.getchart(); chartpanel chartpanel = new chartpanel(chart); chartpanel.setpreferredsize(new java.awt.dimension(500, 270)); chartpanel.setmousezoomable(true, false); setcontentpane(chartpanel); } public static void main(string[] args) { // todo auto-generated method stub fittingcurve demo = new fittingcurve("xyfittingcurve"); demo.pack(); refineryutilities.centerframeonscreen(demo); demo.setvisible(true); } //生成chart public jfreechart getchart(){ //獲取x和y軸數據集 xydataset xydataset = this.getxydataset(); //創建用坐標表示的折線圖 jfreechart xychart = chartfactory.createxylinechart( "二次多項式擬合光滑曲線", "x軸", "y軸", xydataset, plotorientation.vertical, true, true, false); //生成坐標點點的形狀 xyplot plot = (xyplot) xychart.getplot(); xyitemrenderer r = plot.getrenderer(); if (r instanceof xylineandshaperenderer) { xylineandshaperenderer renderer = (xylineandshaperenderer) r; renderer.setbaseshapesvisible(false);//坐標點的形狀是否可見 renderer.setbaseshapesfilled(false); } valueaxis yaxis = plot.getrangeaxis(); yaxis.setlowermargin(2); return xychart; } //數據集按照邏輯關系添加到對應的集合 public xydataset getxydataset() { //預設數據點數據集 xyseries s2 = new xyseries("點點連線"); for(int i=0; i<data.get(0).size(); i++){ s2.add(data.get(0).get(i),data.get(1).get(i)); } // 擬合曲線繪制 數據集 xyseries s1 = new xyseries("擬合曲線"); //獲取擬合多項式系數，equation在構造方法中已經實例化 list<double> list = this.equation; //獲取預設的點數據 list<list<double>> data = this.getdata(); //get max and min of x; list<double> xlist = data.get(0); double max =this.getmax(xlist); double min = this.getmin(xlist); double step = max - min; double x = min; double step2 = step/800.0; //按照多項式的形式 還原多項式，并利用多項式計算給定x時y的值 for(int i=0; i<800; i++){ x = x + step2; int num = list.size()-1; double temp = 0.0; for(int j=0; j<list.size(); j++){ temp = temp + math.pow(x, (num-j))*list.get(j); } s1.add(x, temp); } //把預設數據集合擬合數據集添加到xyseriescollection xyseriescollection dataset = new xyseriescollection(); dataset.addseries(s1); dataset.addseries(s2); return dataset; } //模擬設置繪圖數據（點） public list<list<double>> getdata(){ //x為x軸坐標 list<double> x = new arraylist<double>(); list<double> y = new arraylist<double>(); for(int i=0; i<10; i++){ x.add(-5.0+i); } y.add(26.0); y.add(17.1); y.add(10.01); y.add(5.0); y.add(2.01); y.add(1.0); y.add(2.0); y.add(5.01); y.add(10.1); y.add(17.001); list<list<double>> list = new arraylist<list<double>>(); list.add(x); list.add(y); return list; } //以下代碼為最小二乘法計算多項式系數 //最小二乘法多項式擬合 public list<double> getcurveequation(list<double> x, list<double> y, int m){ if(x.size() != y.size() || x.size() <= m+1){ return new arraylist<double>(); } list<double> result = new arraylist<double>(); list<double> s = new arraylist<double>(); list<double> t = new arraylist<double>(); //計算s0 s1 …… s2m for(int i=0; i<=2*m; i++){ double si = 0.0; for(double xx:x){ si = si + math.pow(xx, i); } s.add(si); } //計算t0 t1 …… tm for(int j=0; j<=m; j++){ double ti = 0.0; for(int k=0; k<y.size(); k++){ ti = ti + y.get(k)*math.pow(x.get(k), j); } t.add(ti); } //把s和t 放入二維數組，作為矩陣 double[][] matrix = new double[m+1][m+2]; for(int k=0; k<m+1; k++){ double[] matrixi = matrix[k]; for(int q=0; q<m+1; q++){ matrixi[q] = s.get(k+q); } matrixi[m+1] = t.get(k); } for(int p=0; p<matrix.length; p++){ for(int pp=0; pp<matrix[p].length; pp++){ system.out.print(" matrix["+p+"]["+pp+"]="+matrix[p][pp]); } system.out.println(); } //把矩陣轉化為三角矩陣 matrix = this.matrixconvert(matrix); //計算多項式系數，多項式從高到低排列 result = this.matrixcalcu(matrix); return result; } //矩陣轉換為三角矩陣 public double[][] matrixconvert(double[][] d){ for(int i=0; i<d.length-1; i++){ double[] dd1 = d[i]; double num1 = dd1[i]; for(int j=i; j<d.length-1;j++ ){ double[] dd2 = d[j+1]; double num2 = dd2[i]; for(int k=0; k<dd2.length; k++){ dd2[k] = (dd2[k]*num1 - dd1[k]*num2); } } } for(int ii=0; ii<d.length; ii++){ for(int kk=0; kk<d[ii].length; kk++) system.out.print(d[ii][kk]+" "); system.out.println(); } return d; } //計算一元多次方程前面的系數， 其排列為 xm xm-1 …… x0（多項式次數從高到低排列） public list<double> matrixcalcu(double[][] d){ int i = d.length -1; int j = d[0].length -1; list<double> list = new arraylist<double>(); double res = d[i][j]/d[i][j-1]; list.add(res); for(int k=i-1; k>=0; k--){ double num = d[k][j]; for(int q=j-1; q>k; q--){ num = num - d[k][q]*list.get(j-1-q); } res = num/d[k][k]; list.add(res); } return list; } //獲取list中double數據的最大最小值 public double getmax(list<double> data){ double res = data.get(0); for(int i=0; i<data.size()-1; i++){ if(res<data.get(i+1)){ res = data.get(i+1); } } return res; } public double getmin(list<double> data){ double res = data.get(0); for(int i=0; i<data.size()-1; i++){ if(res>data.get(i+1)){ res = data.get(i+1); } } return res; } } |
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持服務器之家。
原文鏈接：https://blog.csdn.net/jvl_jevy/article/details/5456232
