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  • 如何在java中拟合正态分布

    前言

    最近在工作中需要拟合高斯曲线,在python中可以使用 scipy,相关代码如下:

    #!/usr/bin/env python 
    # -*- coding=utf-8 -*-
    %matplotlib inline
    
    import numpy as np
    import pylab as plt
    
    
    from scipy.optimize import curve_fit
    
    x = range(10)
    y = [25,68,144,220,335,199,52,14,5,2]
    
    def gaussian2(x,*param):
        return param[0]*np.exp(-np.power(x - param[1], 2.) / (2 * np.power(param[2], 2.)))
    
    
    def use_fit_gaussian2():
        try:
            popt,pcov = curve_fit(gaussian2,x,y,p0=[1,1,1])
        except Exception,e:
            print e
            return
    
        print popt
        
        yhat = gaussian2(x, *popt)                         # or [p(z) for z in x]
        ybar = np.sum(y)/len(y)          # or sum(y)/len(y)
        ssreg = np.sum((yhat-ybar)**2)   # or sum([ (yihat - ybar)**2 for yihat in yhat])
        sstot = np.sum((y - ybar)**2)    # or sum([ (yi - ybar)**2 for yi in y])
        error = ssreg / sstot
        print ssreg, sstot, error
    
        plt.plot(x,y,'b+:',label='data', linewidth =3)
        plt.plot(x,gaussian2(x,*popt),'ro:',label='fit', linewidth =3)
        plt.legend()
        plt.show()
    
    use_fit_gaussian2()
    
    

    生成的结果如下图所示:

    java ?

    由于线上用的java,所以需要使用java实现,需要使用到 apache 的 commons-math3 jar包

    
     <dependency>
         <groupId>org.apache.commons</groupId>
         <artifactId>commons-math3</artifactId>
         <version>3.6.1</version>      
     </dependency>
    
    • 代码
    import org.apache.commons.math3.fitting.GaussianCurveFitter;
    import org.apache.commons.math3.fitting.WeightedObservedPoints;
    
    /**
     * Created by xingxing.dxx on 2016/11/14.
     */
    public class CurveFittingTest {
    
        public static void main(String[] args) {
            WeightedObservedPoints obs = new WeightedObservedPoints();
            obs.add(0, 25);
            obs.add(1, 68);
            obs.add(2, 144);
            obs.add(3, 220);
            obs.add(4, 335);
            obs.add(5, 199);
            obs.add(6, 52);
            obs.add(7, 14);
            obs.add(8, 5);
            obs.add(9, 2);
            
            double[] parameters = GaussianCurveFitter.create().fit(obs.toList());
            for (double i : parameters) {
                System.out.println(i);
            }
        }
    }
    
    
    

    最开始测试的时候非常完美,可是马上就悲剧了,在我运行如下case的时候,抛了一个错

    
    [0, 0, 0, 0, 4, 1, 0, 2, 0]
    
    Exception in thread "main" org.apache.commons.math3.exception.ConvergenceException: illegal state: unable to perform Q.R decomposition on the 9x3 jacobian matrix
    
    

    瞬间懵逼了,有没有。然后开始找错误是哪报的,发现了报错的代码,

     if (Double.isInfinite(norm2) || Double.isNaN(norm2)) {
               throw new ConvergenceException(LocalizedFormats.UNABLE_TO_PERFORM_QR_DECOMPOSITION_ON_JACOBIAN,
                                                       nR, nC);
     }
    
    

    看着代码貌似是矩阵求逆的时候,矩阵中有1.0/0.0的情况,猜测是不是输入的数据都大于0就ok了,果然,下面的测试样本就ok了

    [0.01, 0.01, 0.01, 0.01, 4.01, 1.01, 0.01, 2.01, 0.01]

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/duanxingxing/p/6075521.html
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