Javaの数値計算ライブラリApache Commons Mathを使う(4) 多項式フィッティング（今回は3次）をしてJFreeChartでプロットする。

今回はこの例題から。

 Visual C# (C_sharp)の数学ライブラリ Math.NET Numericsを使う(4) 多項式フィッティングをして、Array.ConvertAllで一括でフィッティングデータを得る。

コードはこんな感じ。

import java.awt.BorderLayout;

import javax.swing.JFrame;

import org.apache.commons.math3.analysis.polynomials.PolynomialFunction;

import org.apache.commons.math3.fitting.PolynomialCurveFitter;

import org.apache.commons.math3.fitting.WeightedObservedPoints;

import org.jfree.chart.ChartFactory;

import org.jfree.chart.ChartPanel;

import org.jfree.chart.JFreeChart;

import org.jfree.chart.axis.NumberAxis;

import org.jfree.chart.plot.PlotOrientation;

import org.jfree.chart.plot.XYPlot;

import org.jfree.chart.renderer.xy.XYLineAndShapeRenderer;

import org.jfree.data.xy.XYSeries;

import org.jfree.data.xy.XYSeriesCollection;

public class CubicFit extends JFrame {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    public static void main(String[] args) {

        CubicFit frame = new CubicFit();

        frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);

        frame.setBounds(10, 10, 640, 480);

        frame.setTitle("Cubic Polynomial Fitting");

        frame.setVisible(true);

    }

    public CubicFit() {

        JFreeChart chart =

          ChartFactory.createXYLineChart("Polynomial Fitting",

                                         "x",

                                         "y",

                                         createData(),

                                         PlotOrientation.VERTICAL,

                                         true,

                                         false,

                                         false);

        XYPlot plot = chart.getXYPlot();

        XYLineAndShapeRenderer renderer =new XYLineAndShapeRenderer();

        NumberAxis yNumAxis = (NumberAxis)plot.getRangeAxis();

        yNumAxis.setRange(-2.0, 2.0);

        renderer.setSeriesLinesVisible(0, false);

        renderer.setSeriesShapesVisible(1, false);

        plot.setRenderer(renderer);

        ChartPanel cpanel = new ChartPanel(chart);

        getContentPane().add(cpanel, BorderLayout.CENTER);

    }

    private XYSeriesCollection createData(){

        double[] x = {0.0, 1.0, 2.0, 3.0,  4.0,  5.0};

        double[] y = {0.0, 0.8, 0.9, 0.1, -0.8, -1.0};

        WeightedObservedPoints obs = new WeightedObservedPoints();

        for (int i = 0; i < x.length; i++) {

            obs.add(x[i], y[i]);

        }

        PolynomialCurveFitter fitter = PolynomialCurveFitter.create(3);

        double[] coeff = fitter.fit(obs.toList());

        PolynomialFunction cubicFitFunction = new PolynomialFunction(coeff);

        double[] xval = new double[600];

        double[] yval = new double[600];

        for (int i = 0; i < xval.length; i++) {

            xval[i] = -2.0 + (6.0 - (-2.0)) * (double)i / (double) (xval.length - 1);

            yval[i] = cubicFitFunction.value(xval[i]);

        }

        XYSeriesCollection data = new XYSeriesCollection();

        XYSeries series1 = new XYSeries("Original Points");

        for (int i = 0 ; i < x.length ; i++){

          series1.add(x[i], y[i]);

        }

        XYSeries series2 = new XYSeries("Cubic Fitting");

        for (int i = 0 ; i < xval.length ; i++){

          series2.add(xval[i], yval[i]);

        }

        data.addSeries(series1);

        data.addSeries(series2);

        return data;

      }

}

結果はこちら。