使用Apache Commons Math插值函数

Question

我正在尝试实现一些Interpolation函数来绘制一些值，其中X值= Date.seconds，Y值= double。

我一直在研究使用Apache Commons Math lib来实现这一点，我发现了一种方法，我认为我可以使用here

我想要了解的方法：

public double linearInterp(double[] x, double[] y, double xi) {
   // return linear interpolation of (x,y) on xi
   LinearInterpolator li = new LinearInterpolator();
   PolynomialSplineFunction psf = li.interpolate(x, y);
   double yi = psf.value(xi);
   return yi;
}

我不明白我应该从哪里获得xi值？

什么是xi我为xi传递给这个方法的值是什么，我应该遍历我的X值数组并传入X的第i个元素，数组为{{ 1}}和X？

当我想要绘制这些新数据时，我是否使用返回的Y以及传入的yi来绘制？

Answer 1

interpolate方法需要对的数组（此处称为x和y）并返回一个尽可能符合这些值的函数（psf）。 / p>

然后，此函数用于插入给定xi值的yi值（通常不包含在用于定义函数的x / y数组中）。

因此，您有包含定义函数的x值和y值的对，并使用此函数来插入缺失值。

请参阅Apache Commons上的userguide（第4.4章：插值）。

示例：

绿点是已知的值对。这些由x和y值数组定义。

调用interpolate时，返回的PolynomialSplineFunction将返回使用已知值对近似的函数。函数的形状由所使用的UnivariateInterpolator的类型定义。在问题示例中，使用了LinearInterpolator。该图显示了样条插值器返回的函数。

红点表示插值函数上具有未知y值的值（这将是问题示例中x值为xi的值）。

如果您需要计算多个额外值，请使用此类函数

public double[] linearInterp(double[] x, double[] y, double[] xi) {
   LinearInterpolator li = new LinearInterpolator(); // or other interpolator
   PolynomialSplineFunction psf = li.interpolate(x, y);

   double[] yi = new double[xi.length];
   for (int i = 0; i < xi.length; i++) {
       yi[i] = psf.value(xi[i]);
   }
   return yi;
}

计算示例：

public class Interpolate {

    public static void main(String[] args) {
        double[] x = { 0, 50, 100 };
        double[] y = { 0, 50, 200 };

        LinearInterpolator interp = new LinearInterpolator();
        PolynomialSplineFunction f = interp.interpolate(x, y);

        System.out.println("Piecewise functions:");
        Arrays.stream(f.getPolynomials()).forEach(System.out::println);

        double value = f.value(70);
        System.out.println("y for xi = 70: " + value);
    }
}

给出了三个已知值对：

  

（0,0）
  （50,50）
  （100,200）

一个值未知：

  

（70，？）

LinearInterpolator插入给定值并生成具有两个分段线性多项式的函数：

y = x             (for x values < 50)
y = 50 + 3 * x    (for x-values >= 50)

插值xi（此处为70）的值为

y = 50 + 3 * (70 - 50) = 110