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Java实现求解一元n次多项式的方法示例

2024-07-13 10:16:52
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供稿:网友

本文实例讲述了Java实现求解一元n次多项式的方法。分享给大家供大家参考,具体如下:

项目需要做趋势预测,采用线性拟合、2阶曲线拟合和指数拟合的算法,各种线性拟合算法写成矩阵大概是这么个形式:

Java,求解,一元n次多项式

其中x是横坐标采样值,y是纵坐标采样值,i是采样点序列号,a是系数,N是采样点个数,n是阶数,所以线性拟合最后就转成了一个解高阶方程组的问题。

不知道有没有什么好用的java矩阵运算的包,我很不擅长搜集这种资料,所以只好捡起了已经放下多年的线性代数,自己写了个java程序用增广矩阵的算法来解高阶方程组。直接贴代码好了:

package commonAlgorithm;public class PolynomialSoluter {  private double[][] matrix;  private double[] result;  private int order;  public PolynomialSoluter() {  }  // 检查输入项长度并生成增广矩阵  private boolean init(double[][] matrixA, double[] arrayB) {    order = arrayB.length;    if (matrixA.length != order)      return false;    matrix = new double[order][order + 1];    for (int i = 0; i < order; i++) {      if (matrixA[i].length != order)        return false;      for (int j = 0; j < order; j++) {        matrix[i][j] = matrixA[i][j];      }      matrix[i][order] = arrayB[i];    }    result = new double[order];    return true;  }  public double[] getResult(double[][] matrixA, double[] arrayB) {    if (!init(matrixA, arrayB))      return null;    // 高斯消元-正向    for (int i = 0; i < order; i++) {      // 如果当前行对角线项为0则与后面的同列项非0的行交换      if (!swithIfZero(i))        return null;      // 消元      for (int j = i + 1; j < order; j++) {        if (matrix[j][i] == 0)          continue;        double factor = matrix[j][i] / matrix[i][i];        for (int l = i; l < order + 1; l++)          matrix[j][l] = matrix[j][l] - matrix[i][l] * factor;      }    }    // 高斯消元-反向-去掉了冗余计算    for (int i = order - 1; i >= 0; i--) {      result[i] = matrix[i][order] / matrix[i][i];      for (int j = i - 1; j > -1; j--)        matrix[j][order] = matrix[j][order] - result[i] * matrix[j][i];    }    return result;  }  private boolean swithIfZero(int i) {    if (matrix[i][i] == 0) {      int j = i + 1;      // 找到对应位置非0的列      while (j < order && matrix[j][i] == 0)        j++;      // 若对应位置全为0则无解      if (j == order)        return false;      else        switchRows(i, j);    }    return true;  }  private void switchRows(int i, int j) {    double[] tmp = matrix[i];    matrix[i] = matrix[j];    matrix[j] = tmp;  }}

有更好的算法或者有合适的矩阵运算包欢迎交流

希望本文所述对大家java程序设计有所帮助。


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