最小二乘法的实现
来源:互联网 发布:xmind8 mac版序列号 编辑:程序博客网 时间:2024/06/07 04:53
最小二乘法的实现
问题描述
给定一组基函数
分析
原问题可以表述成矩阵形式:
则误差矩阵:
最小化:
依次对
解得:
如果选取幂函数作为基函数,则是用多项式拟合一个函数。
Code
#include <bits/stdc++.h>using namespace std;const int MAXN = 505;double A[MAXN][MAXN], AT[MAXN][MAXN];double B[MAXN][MAXN], M[MAXN][MAXN], R[MAXN][MAXN];void mul(double A[MAXN][MAXN], double B[MAXN][MAXN], int n, int m, int q){ memset(M, 0, sizeof M); for (int i = 1; i <= n; i++) for (int j = 1; j <= q; j++) for (int k = 1; k <= m; k++) M[i][j] += A[i][k]*B[k][j];}void T(double A[MAXN][MAXN], int n, int m){ for (int i = 1; i <= n; i++) for (int j = 1; j <= m; j++) M[j][i] = A[i][j];}void inverse(double A[MAXN][MAXN], int n){ memcpy(M, A, sizeof A), memset(R, 0, sizeof R); for (int i = 1; i <= n; i++) R[i][i] = 1; for (int i = 1; i <= n; i++) { double mx = A[i][i]; int id = i; for (int j = i+1; j <= n; j++) if (A[j][i] > mx) mx = A[j][i], id = i; swap(A[i], A[id]); for (int j = 1; j <= n; j++) { if (j == i) continue; double v = -M[j][i]/M[i][i]; for (int k = 1; k <= n; k++) M[j][k] += M[i][k]*v, R[j][k] += R[i][k]*v; } } for (int i = 1; i <= n; i++) { for (int j = 1; j <= n; j++) R[i][j] /= M[i][i]; } memcpy(M, R, sizeof R);}double x[MAXN], y[MAXN], ATy[MAXN];int n, k;int main(){ scanf("%d%d", &n, &k); for (int i = 1; i <= n; i++) scanf("%lf%lf", &x[i], &y[i]); for (int i = 1; i <= n; i++) { A[i][1] = 1; for (int j = 2; j <= k; j++) A[i][j] = A[i][j-1]*x[i]; } T(A, n, k); memcpy(AT, M, sizeof M); for (int i = 1; i <= k; i++) { ATy[i] = 0; for (int j = 1; j <= n; j++) ATy[i] += AT[i][j]*y[j]; } mul(AT, A, k, n, k); memcpy(B, M, sizeof M); inverse(B, k); memcpy(B, M, sizeof M); for (int i = 1; i <= k; i++) { double c = 0; for (int j = 1; j <= k; j++) c += B[i][j]*ATy[j]; printf("%.3f\n", c); } return 0;}
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