音效素材网提供各类素材,打造精品素材网站!

站内导航 站长工具 投稿中心 手机访问

音效素材

Python实现曲线拟合的最小二乘法
日期:2021-09-08 13:31:50   来源:脚本之家

本文实例为大家分享了Python曲线拟合的最小二乘法,供大家参考,具体内容如下

模块导入

import numpy as np
import gaosi as gs

代码

"""
本函数通过创建增广矩阵,并调用高斯列主元消去法模块进行求解。

"""
import numpy as np
import gaosi as gs

shape = int(input('请输入拟合函数的次数:'))

x = np.array([0.6,1.3,1.64,1.8,2.1,2.3,2.44])
y = np.array([7.05,12.2,14.4,15.2,17.4,19.6,20.2])
data = []
for i in range(shape*2+1):
 if i != 0:
 data.append(np.sum(x**i))
 else:
 data.append(len(x))
b = []
for i in range(shape+1):
 if i != 0:
 b.append(np.sum(y*x**i))
 else:
 b.append(np.sum(y))
b = np.array(b).reshape(shape+1,1)
n = np.zeros([shape+1,shape+1])
for i in range(shape+1):
 for j in range(shape+1):
 n[i][j] = data[i+j]
result = gs.Handle(n,b)
if not result:
 print('增广矩阵求解失败!')
 exit()
fun='f(x) = '
for i in range(len(result)):
 if type(result[i]) == type(''):
 print('存在自由变量!')
 fun = fun + str(result[i])
 elif i == 0:
 fun = fun + '{:.3f}'.format(result[i])
 else:
 fun = fun + '+{0:.3f}*x^{1}'.format(result[i],i)
print('求得{0}次拟合函数为:'.format(shape))
print(fun)

高斯模块

# 导入 numpy 模块
import numpy as np


# 行交换
def swap_row(matrix, i, j):
 m, n = matrix.shape
 if i >= m or j >= m:
 print('错误! : 行交换超出范围 ...')
 else:
 matrix[i],matrix[j] = matrix[j].copy(),matrix[i].copy()
 return matrix


# 变成阶梯矩阵
def matrix_change(matrix):
 m, n = matrix.shape
 main_factor = []
 main_col = main_row = 0
 while main_row < m and main_col < n:
 # 选择进行下一次主元查找的列
 main_row = len(main_factor)
 # 寻找列中非零的元素
 not_zeros = np.where(abs(matrix[main_row:,main_col]) > 0)[0]
 # 如果该列向下全部数据为零,则直接跳过列
 if len(not_zeros) == 0:
 main_col += 1
 continue
 else:
 # 将主元列号保存在列表中
 main_factor.append(main_col)
 # 将第一个非零行交换至最前
 if not_zeros[0] != [0]:
 matrix = swap_row(matrix,main_row,main_row+not_zeros[0])
 # 将该列主元下方所有元素变为零
 if main_row < m-1:
 for k in range(main_row+1,m):
 a = float(matrix[k, main_col] / matrix[main_row, main_col])
 matrix[k] = matrix[k] - matrix[main_row] * matrix[k, main_col] / matrix[main_row, main_col]
 main_col += 1
 return matrix,main_factor


# 回代求解
def back_solve(matrix, main_factor):
 # 判断是否有解
 if len(main_factor) == 0:
 print('主元错误,无主元! ...')
 return None
 m, n = matrix.shape
 if main_factor[-1] == n - 1:
 print('无解! ...')
 return None
 # 把所有的主元元素上方的元素变成0
 for i in range(len(main_factor) - 1, -1, -1):
 factor = matrix[i, main_factor[i]]
 matrix[i] = matrix[i] / float(factor)
 for j in range(i):
 times = matrix[j, main_factor[i]]
 matrix[j] = matrix[j] - float(times) * matrix[i]
 # 先看看结果对不对
 return matrix


# 结果打印
def print_result(matrix, main_factor):
 if matrix is None:
 print('阶梯矩阵为空! ...')
 return None
 m, n = matrix.shape
 result = [''] * (n - 1)
 main_factor = list(main_factor)
 for i in range(n - 1):
 # 如果不是主元列,则为自由变量
 if i not in main_factor:
 result[i] = '(free var)'
 # 否则是主元变量,从对应的行,将主元变量表示成非主元变量的线性组合
 else:
 # row_of_main表示该主元所在的行
 row_of_main = main_factor.index(i)
 result[i] = matrix[row_of_main, -1]
 return result


# 得到简化的阶梯矩阵和主元列
def Handle(matrix_a, matrix_b):
 # 拼接成增广矩阵
 matrix_01 = np.hstack([matrix_a, matrix_b])
 matrix_01, main_factor = matrix_change(matrix_01)
 matrix_01 = back_solve(matrix_01, main_factor)
 result = print_result(matrix_01, main_factor)
 return result


if __name__ == '__main__':
 a = np.array([[2, 1, 1], [3, 1, 2], [1, 2, 2]],dtype=float)
 b = np.array([[4],[6],[5]],dtype=float)
 a = Handle(a, b)

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。

    您感兴趣的教程

    在docker中安装mysql详解

    本篇文章主要介绍了在docker中安装mysql详解,小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编...

    详解 安装 docker mysql

    win10中文输入法仅在桌面显示怎么办?

    win10中文输入法仅在桌面显示怎么办?

    win10系统使用搜狗,QQ输入法只有在显示桌面的时候才出来,在使用其他程序输入框里面却只能输入字母数字,win10中...

    win10 中文输入法

    一分钟掌握linux系统目录结构

    这篇文章主要介绍了linux系统目录结构,通过结构图和多张表格了解linux系统目录结构,感兴趣的小伙伴们可以参考一...

    结构 目录 系统 linux

    PHP程序员玩转Linux系列 Linux和Windows安装

    这篇文章主要为大家详细介绍了PHP程序员玩转Linux系列文章,Linux和Windows安装nginx教程,具有一定的参考价值,感兴趣...

    玩转 程序员 安装 系列 PHP

    win10怎么安装杜比音效Doby V4.1 win10安装杜

    第四代杜比®家庭影院®技术包含了一整套协同工作的技术,让PC 发出清晰的环绕声同时第四代杜比家庭影院技术...

    win10杜比音效

    纯CSS实现iOS风格打开关闭选择框功能

    这篇文章主要介绍了纯CSS实现iOS风格打开关闭选择框,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作...

    css ios c

    Win7如何给C盘扩容 Win7系统电脑C盘扩容的办法

    Win7如何给C盘扩容 Win7系统电脑C盘扩容的

    Win7给电脑C盘扩容的办法大家知道吗?当系统分区C盘空间不足时,就需要给它扩容了,如果不管,C盘没有足够的空间...

    Win7 C盘 扩容

    百度推广竞品词的投放策略

    SEM是基于关键词搜索的营销活动。作为推广人员,我们所做的工作,就是打理成千上万的关键词,关注它们的质量度...

    百度推广 竞品词

    Visual Studio Code(vscode) git的使用教程

    这篇文章主要介绍了详解Visual Studio Code(vscode) git的使用,小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。...

    教程 Studio Visual Code git

    七牛云储存创始人分享七牛的创立故事与

    这篇文章主要介绍了七牛云储存创始人分享七牛的创立故事与对Go语言的应用,七牛选用Go语言这门新兴的编程语言进行...

    七牛 Go语言

    Win10预览版Mobile 10547即将发布 9月19日上午

    微软副总裁Gabriel Aul的Twitter透露了 Win10 Mobile预览版10536即将发布,他表示该版本已进入内部慢速版阶段,发布时间目...

    Win10 预览版

    HTML标签meta总结,HTML5 head meta 属性整理

    移动前端开发中添加一些webkit专属的HTML5头部标签,帮助浏览器更好解析HTML代码,更好地将移动web前端页面表现出来...

    移动端html5模拟长按事件的实现方法

    这篇文章主要介绍了移动端html5模拟长按事件的实现方法的相关资料,小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家...

    移动端 html5 长按

    HTML常用meta大全(推荐)

    这篇文章主要介绍了HTML常用meta大全(推荐),文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参...

    cdr怎么把图片转换成位图? cdr图片转换为位图的教程

    cdr怎么把图片转换成位图? cdr图片转换为

    cdr怎么把图片转换成位图?cdr中插入的图片想要转换成位图,该怎么转换呢?下面我们就来看看cdr图片转换为位图的...

    cdr 图片 位图

    win10系统怎么录屏?win10系统自带录屏详细教程

    win10系统怎么录屏?win10系统自带录屏详细

    当我们是使用win10系统的时候,想要录制电脑上的画面,这时候有人会想到下个第三方软件,其实可以用电脑上的自带...

    win10 系统自带录屏 详细教程

    + 更多教程 +
    ASP编程JSP编程PHP编程.NET编程python编程