从曲线中提取出近似直线的一段用C语言代码如何写

时间: 2024-03-24 13:40:54 浏览: 20
从曲线中提取出近似直线的一段,可以用C语言实现,主要使用线性回归算法。具体代码如下: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <math.h> // 定义样本数据结构体 typedef struct { double x; // x坐标 double y; // y坐标 } SamplePoint; // 定义拟合直线结构体 typedef struct { double k; // 斜率 double b; // 截距 } FitLine; // 定义计算斜率和截距的函数 FitLine calculateFitLine(SamplePoint *samples, int n) { double sum_x = 0, sum_y = 0, sum_xy = 0, sum_xx = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { sum_x += samples[i].x; sum_y += samples[i].y; sum_xy += samples[i].x * samples[i].y; sum_xx += samples[i].x * samples[i].x; } double k = (n * sum_xy - sum_x * sum_y) / (n * sum_xx - sum_x * sum_x); double b = (sum_y - k * sum_x) / n; FitLine result = {k, b}; return result; } // 定义计算残差的函数 double calculateResidual(SamplePoint *samples, int n, FitLine line) { double sum_residual = 0; for (int i = 0; i < n; i++) { double y_predict = line.k * samples[i].x + line.b; double residual = samples[i].y - y_predict; sum_residual += residual * residual; } return sqrt(sum_residual); } // 定义提取近似直线的函数 void extractApproxLine(SamplePoint *samples, int n, double threshold, SamplePoint **result, int *n_result) { int start = 0; while (start < n) { int end = start + 1; while (end < n) { SamplePoint *sub_samples = samples + start; int sub_n = end - start + 1; FitLine line = calculateFitLine(sub_samples, sub_n); double residual = calculateResidual(sub_samples, sub_n, line); if (residual > threshold) { break; } end++; } SamplePoint *sub_result = (SamplePoint *)malloc((end - start) * sizeof(SamplePoint)); for (int i = start; i < end; i++) { sub_result[i - start] = samples[i]; } result[*n_result] = sub_result; (*n_result)++; start = end; } } // 测试函数 int main() { // 定义样本数据 SamplePoint samples[] = {{1, 2}, {2, 3}, {3, 4}, {4, 5}, {5, 6}, {6, 7}, {7, 8}, {8, 9}, {9, 10}, {10, 11}}; int n_samples = sizeof(samples) / sizeof(samples[0]); // 提取近似直线 SamplePoint **result = (SamplePoint **)malloc(n_samples * sizeof(SamplePoint *)); int n_result = 0; extractApproxLine(samples, n_samples, 0.5, result, &n_result); // 输出结果 for (int i = 0; i < n_result; i++) { printf("Line #%d: ", i + 1); for (int j = 0; j < (int)(sizeof(result[i]) / sizeof(result[i][0])); j++) { printf("(%g, %g) ", result[i][j].x, result[i][j].y); } printf("\n"); } // 释放内存 for (int i = 0; i < n_result; i++) { free(result[i]); } free(result); return 0; } ``` 在代码中,我们首先定义了样本数据的结构体和拟合直线的结构体,然后实现了计算斜率和截距、计算残差、提取近似直线的三个函数。在提取近似直线的函数中,我们使用两个指针来指向当前待拟合的样本数据,然后不断向后移动指针,直到残差超过阈值或者数据结束。每次拟合出一条直线后,将其存储到结果数组中。最后,在测试函数中,我们使用样本数据进行测试,并输出提取出的近似直线的结果。

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