Karinto/PointList.cs

   1 /*\r
   2  *      Karinto Library Project\r
   3  *\r
   4  *      This software is distributed under a zlib-style license.\r
   5  *      See license.txt for more information.\r
   6  */\r
   7 \r
   8 using System;\r
   9 using System.Collections.Generic;\r
  10 using System.Data;\r
  11 \r
  12 namespace Karinto\r
  13 {\r
  14     public class PointList : List<Point>, ICloneable\r
  15     {\r
  16         #region properties\r
  17         /// <summary>\r
  18         ///     最初の点\r
  19         /// </summary>\r
  20         public Point First\r
  21         {\r
  22             get { return this[0]; }\r
  23         }\r
  24 \r
  25         /// <summary>\r
  26         ///     最後の点\r
  27         /// </summary>\r
  28         public Point Last\r
  29         {\r
  30             get { return this[this.Count - 1]; }\r
  31         }\r
  32 \r
  33         /// <summary>\r
  34         ///     Xの配列\r
  35         /// </summary>\r
  36         public double[] XArray\r
  37         {\r
  38             get\r
  39             {\r
  40                 double[] array = new double[this.Count];\r
  41                 for (int i = 0; i < this.Count; ++i) { array[i] = this[i].X; }\r
  42                 return array;\r
  43             }\r
  44             set\r
  45             {\r
  46                 if (value.Length != this.Count)\r
  47                 {\r
  48                     throw new ArgumentException("The input array is too short or long.");\r
  49                 }\r
  50                 for (int i = 0; i < value.Length; ++i) { this[i].X = value[i]; }\r
  51             }\r
  52         }\r
  53 \r
  54         /// <summary>\r
  55         ///     Yの配列\r
  56         /// </summary>\r
  57         public double[] YArray\r
  58         {\r
  59             get\r
  60             {\r
  61                 double[] array = new double[this.Count];\r
  62                 for (int i = 0; i < this.Count; ++i) { array[i] = this[i].Y; }\r
  63                 return array;\r
  64             }\r
  65             set\r
  66             {\r
  67                 if (value.Length != this.Count)\r
  68                 {\r
  69                     throw new ArgumentException("The input array is too short or long.");\r
  70                 }\r
  71                 for (int i = 0; i < value.Length; ++i) { this[i].Y = value[i]; }\r
  72             }\r
  73         }\r
  74 \r
  75         /// <summary>\r
  76         ///     Xの最小値\r
  77         /// </summary>\r
  78         public double XMin\r
  79         {\r
  80             get\r
  81             {\r
  82                 double min = XArray[0];\r
  83                 foreach (Point p in this) { if (min > p.X) min = p.X; }\r
  84                 return min;\r
  85             }\r
  86         }\r
  87 \r
  88         /// <summary>\r
  89         ///     Xの最大値\r
  90         /// </summary>\r
  91         public double XMax\r
  92         {\r
  93             get\r
  94             {\r
  95                 double max = XArray[0];\r
  96                 foreach (Point p in this) { if (max < p.X) max = p.X; }\r
  97                 return max;\r
  98             }\r
  99         }\r
 100 \r
 101         /// <summary>\r
 102         ///     Yの最小値\r
 103         /// </summary>\r
 104         public double YMin\r
 105         {\r
 106             get\r
 107             {\r
 108                 double min = YArray[0];\r
 109                 foreach (Point p in this) { if (min > p.Y) min = p.Y; }\r
 110                 return min;\r
 111             }\r
 112         }\r
 113 \r
 114         /// <summary>\r
 115         ///     Yの最大値\r
 116         /// </summary>\r
 117         public double YMax\r
 118         {\r
 119             get\r
 120             {\r
 121                 double max = YArray[0];\r
 122                 foreach (Point p in this) { if (max < p.Y) max = p.Y; }\r
 123                 return max;\r
 124             }\r
 125         }\r
 126 \r
 127         /// <summary>\r
 128         ///     Xの平均\r
 129         /// </summary>\r
 130         public double XAverage\r
 131         {\r
 132             get\r
 133             {\r
 134                 double sum = 0.0;\r
 135                 foreach (Point p in this) { sum += p.X; }\r
 136                 return sum / this.Count;\r
 137             }\r
 138         }\r
 139 \r
 140         /// <summary>\r
 141         ///     Yの平均\r
 142         /// </summary>\r
 143         public double YAverage\r
 144         {\r
 145             get\r
 146             {\r
 147                 double sum = 0.0;\r
 148                 foreach (Point p in this) { sum += p.Y; }\r
 149                 return sum / this.Count;\r
 150             }\r
 151         }\r
 152 \r
 153         /// <summary>\r
 154         ///     Xの分散\r
 155         /// </summary>\r
 156         public double XVariance\r
 157         {\r
 158             get\r
 159             {\r
 160                 double avg = this.XAverage;\r
 161                 double var = 0.0;\r
 162                 foreach (Point d in this)\r
 163                 {\r
 164                     double dif = (d.X - avg);\r
 165                     var += dif * dif;\r
 166                 }\r
 167                 return var / this.Count;\r
 168             }\r
 169         }\r
 170 \r
 171         /// <summary>\r
 172         ///     Yの分散\r
 173         /// </summary>\r
 174         public double YVariance\r
 175         {\r
 176             get\r
 177             {\r
 178                 double avg = this.YAverage;\r
 179                 double var = 0.0;\r
 180                 foreach (Point d in this)\r
 181                 {\r
 182                     double dif = (d.Y - avg);\r
 183                     var += dif * dif;\r
 184                 }\r
 185                 return var / this.Count;\r
 186             }\r
 187         }\r
 188 \r
 189         /// <summary>\r
 190         ///     共分散\r
 191         /// </summary>\r
 192         public double Covariance\r
 193         {\r
 194             get\r
 195             {\r
 196                 double avgX = this.XAverage;\r
 197                 double avgY = this.YAverage;\r
 198                 double var = 0.0;\r
 199                 foreach (Point d in this)\r
 200                 {\r
 201                     var += (d.X - avgX) * (d.Y - avgY);\r
 202                 }\r
 203                 return var / this.Count;\r
 204             }\r
 205         }\r
 206 \r
 207         /// <summary>\r
 208         ///     R2乗値\r
 209         /// </summary>\r
 210         public double R2\r
 211         {\r
 212             get\r
 213             {\r
 214                 double cov = Covariance;\r
 215                 double var = XVariance * YVariance;\r
 216 \r
 217                 if (Math.Abs(cov) < Double.Epsilon && Math.Abs(var) < Double.Epsilon)\r
 218                 {\r
 219                     return 1.0; // とりあえず実質1点のみの場合は1 数学的には不定の方が正しい?\r
 220                 }\r
 221                 return cov * cov / var;\r
 222             }\r
 223         }\r
 224 \r
 225         /// <summary>\r
 226         ///     Xの値域\r
 227         /// </summary>\r
 228         public Range XRange\r
 229         {\r
 230             get\r
 231             {\r
 232                 return new Range(XMin, XMax);\r
 233             }\r
 234         }\r
 235 \r
 236         /// <summary>\r
 237         ///     Yの値域\r
 238         /// </summary>\r
 239         public Range YRange\r
 240         {\r
 241             get\r
 242             {\r
 243                 return new Range(YMin, YMax);\r
 244             }\r
 245         }\r
 246         \r
 247         /// <summary>\r
 248         ///     広義単調増加か否か\r
 249         /// </summary>\r
 250         public bool MonotonicallyIncreasing\r
 251         {\r
 252             get\r
 253             {\r
 254                 PointList sorted = (PointList)Clone();\r
 255                 sorted.SortByX();\r
 256                 double yPrev = sorted.First.Y;\r
 257                 for (int i = 1; i < Count; ++i)\r
 258                 {\r
 259                     double yCur = this[i].Y;\r
 260                     if (yCur < yPrev) return false;\r
 261                     yPrev = yCur;\r
 262                 }\r
 263                 return true;\r
 264             }\r
 265         }\r
 266 \r
 267         /// <summary>\r
 268         ///     広義単調減少か否か\r
 269         /// </summary>\r
 270         public bool MonotonicallyDecreasing\r
 271         {\r
 272             get\r
 273             {\r
 274                 PointList sorted = (PointList)Clone();\r
 275                 sorted.SortByX();\r
 276                 double yPrev = sorted.First.Y;\r
 277                 for (int i = 1; i < Count; ++i)\r
 278                 {\r
 279                     double yCur = this[i].Y;\r
 280                     if (yCur > yPrev) return false;\r
 281                     yPrev = yCur;\r
 282                 }\r
 283                 return true;\r
 284             }\r
 285         }\r
 286         #endregion\r
 287 \r
 288         #region constructors\r
 289 \r
 290         public PointList() : base() { }\r
 291 \r
 292         public PointList(PointList points)\r
 293             : base(points.Count)\r
 294         {\r
 295             foreach (Point p in points) { this.Add(new Point(p)); }\r
 296         }\r
 297 \r
 298         public PointList(Point[] points)\r
 299             : base(points.Length)\r
 300         {\r
 301             foreach (Point p in points) { this.Add(new Point(p)); }\r
 302         }\r
 303 \r
 304         public PointList(double[] xArray, double[] yArray)\r
 305             : base(xArray.Length)\r
 306         {\r
 307             if (xArray.Length != yArray.Length)\r
 308             {\r
 309                 throw new ArgumentException("xArray and yArray must be same length");\r
 310             }\r
 311             for (int i = 0; i < xArray.Length; ++i)\r
 312             {\r
 313                 this.Add(xArray[i], yArray[i]);\r
 314             }\r
 315         }\r
 316 \r
 317         public PointList(FilePath path)\r
 318         {\r
 319             CsvReader<Point> reader = new CsvReader<Point>();\r
 320             List<Point> points = reader.Read(path);\r
 321             foreach (Point p in points) { this.Add(new Point(p)); }\r
 322         }\r
 323         #endregion\r
 324 \r
 325         #region public methods\r
 326         /// <summary>\r
 327         ///     点を追加\r
 328         /// </summary>\r
 329         /// <param name="x">点のx値</param>\r
 330         /// <param name="y">点のy値</param>\r
 331         public void Add(double x, double y)\r
 332         {\r
 333             this.Add(new Point(x, y));\r
 334         }\r
 335 \r
 336         public Object Clone()\r
 337         {\r
 338             return (Object)new PointList(this);\r
 339         }\r
 340 \r
 341         /// <summary>\r
 342         ///     Xの値で昇順に並び変える\r
 343         /// </summary>\r
 344         public void SortByX()\r
 345         {\r
 346             Sort(Point.XComparer);\r
 347         }\r
 348 \r
 349         /// <summary>\r
 350         ///     Yの値で昇順に並び変える\r
 351         /// </summary>\r
 352         public void SortByY()\r
 353         {\r
 354             Sort(Point.YComparer);\r
 355         }\r
 356 \r
 357         /// <summary>\r
 358         ///     点列の各要素を定数倍する\r
 359         /// </summary>\r
 360         /// <param name="scale">x，yそれぞれに掛ける係数からなる点</param>\r
 361         public void Stretch(Point scale)\r
 362         {\r
 363             for (int i = 0; i < Count; ++i)\r
 364             {\r
 365                 this[i] = this[i].Stretch(scale);\r
 366             }\r
 367         }\r
 368 \r
 369         public void SwapXY()\r
 370         {\r
 371             for (int i = 0; i < Count; ++i)\r
 372             {\r
 373                 this[i].SwapXY();\r
 374             }\r
 375         }\r
 376 \r
 377         public DataTable ToDataTable()\r
 378         {\r
 379             DataTable table = new Xml.Data.PointListDataTable();\r
 380             for (int i = 0; i < Count; ++i)\r
 381             {\r
 382                 Xml.Data.PointListRow row = table.NewRow() as Xml.Data.PointListRow;\r
 383                 row.X = this[i].X;\r
 384                 row.Y = this[i].Y;\r
 385                 table.Rows.Add(row);\r
 386             }\r
 387             return table;\r
 388         }\r
 389 \r
 390         #endregion\r
 391     }\r
 392 }\r