![]() |
|
|
Регистрация Восстановить пароль |
Регистрация | Задать вопрос |
Заплачу за решение |
Новые сообщения |
Сообщения за день |
Расширенный поиск |
Правила |
Всё прочитано |
![]() |
|
Опции темы | Поиск в этой теме |
![]() |
#1 |
Регистрация: 06.05.2009
Сообщений: 4
|
![]()
Кубический сплайн
Материал из Википедии — свободной энциклопедии Пусть некоторая функция f(x) задана на отрезке [a,b], разбитом на части [xi − 1,xi], a = x0 < x1 < ... < xN = b. Кубическим сплайном называется функция S(x), которая: на каждом отрезке [xi − 1,xi] является полиномом третьей степени; имеет непрерывные первую и вторую производные на всём отрезке [a,b]; в точках xi выполняется равенство S(xi) = f(xi); S''(a) = S''(b) = 0. По построению сплайн S(x) интерполирует функцию f в точках xi. [COLOR="Blue"]Реализация на языке C++ // Интерполирование функций естественными кубическими сплайнами #include <cstdlib> #include <cmath> #include <limits> class cubic_spline { private: // Структура, описывающая сплайн на каждом сегменте сетки struct spline_tuple { double a, b, c, d, x; }; spline_tuple *splines; // Сплайн std::size_t n; // Количество узлов сетки void free_mem(); // Освобождение памяти public: cubic_spline(); //конструктор ~cubic_spline(); //деструктор // Построение сплайна // x - узлы сетки, должны быть упорядочены по возрастанию, кратные узлы запрещены // y - значения функции в узлах сетки // n - количество узлов сетки void build_spline(const double *x, const double *y, std::size_t n); // Вычисление значения интерполированной функции в произвольной точке double f(double x) const; }; cubic_spline::cubic_spline() : splines(NULL) { } cubic_spline::~cubic_spline() { free_mem(); } void cubic_spline::build_spline(const double *x, const double *y, std::size_t n) { free_mem(); this->n = n; // Инициализация массива сплайнов splines = new spline_tuple[n]; for (std::size_t i = 0; i < n; ++i) { splines[i].x = x[i]; splines[i].a = y[i]; } splines[0].c = splines[n - 1].c = 0.; // Решение СЛАУ относительно коэфициентов сплайнов c[i] методом прогонки для трехдиагональных матриц // Вычисление прогоночных коэфициентов - прямой ход метода прогонки double *alpha = new double[n - 1]; double *beta = new double[n - 1]; alpha[0] = beta[0] = 0.; for (std::size_t i = 1; i < n - 1; ++i) { double h_i = x[i] - x[i - 1], h_i1 = x[i + 1] - x[i]; double A = h_i; double C = 2. * (h_i + h_i1); double B = h_i1; double F = 6. * ((y[i + 1] - y[i]) / h_i1 - (y[i] - y[i - 1]) / h_i); double z = (A * alpha[i - 1] + C); alpha[i] = -B / z; beta[i] = (F - A * beta[i - 1]) / z; } // Нахождение решения - обратный ход метода прогонки for (std::size_t i = n - 2; i > 0; --i) splines[i].c = alpha[i] * splines[i + 1].c + beta[i]; // Освобождение памяти, занимаемой прогоночными коэфициентами delete[] beta; delete[] alpha; // По известным коэфициентам c[i] находим значения b[i] и d[i] for (std::size_t i = n - 1; i > 0; --i) { double h_i = x[i] - x[i - 1]; splines[i].d = (splines[i].c - splines[i - 1].c) / h_i; splines[i].b = h_i * (2. * splines[i].c + splines[i - 1].c) / 6. + (y[i] - y[i - 1]) / h_i; } } double cubic_spline::f(double x) const { if (!splines) return std::numeric_limits<double>::quiet_ NaN(); // Если сплайны ещё не построены - возвращаем NaN spline_tuple *s; if (x <= splines[0].x) // Если x меньше точки сетки x[0] - пользуемся первым эл-тов массива s = splines + 1; else if (x >= splines[n - 1].x) // Если x больше точки сетки x[n - 1] - пользуемся последним эл-том массива s = splines + n - 1; else // Иначе x лежит между граничными точками сетки - производим бинарный поиск нужного эл-та массива { std::size_t i = 0, j = n - 1; while (i + 1 < j) { std::size_t k = i + (j - i) / 2; if (x <= splines[k].x) j = k; else i = k; } s = splines + j; } double dx = (x - s->x); return s->a + (s->b + (s->c / 2. + s->d * dx / 6.) * dx) * dx; // Вычисляем значение сплайна в заданной точке по схеме Горнера (в принципе, "умный" компилятор применил бы схему Горнера сам, но ведь не все так умны, как кажутся) } void cubic_spline::free_mem() { if (splines) { delete[] splines; splines = NULL; } } Вот как это можно было бы преобразовать, пытался сделать не получаеться, ошибки несложные исправил а с остальным не разобрался=( |
![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
||||
Тема | Автор | Раздел | Ответов | Последнее сообщение |
Помогите Пожалуйсто с простой Задачкой! (P.S Паскаль) | kmax2 | Помощь студентам | 37 | 05.06.2009 00:08 |
У кого есть исходник | ALEKS_STRELOK | Assembler - Ассемблер (FASM, MASM, WASM, NASM, GoASM, Gas, RosAsm, HLA) и не рекомендуем TASM | 1 | 17.03.2009 19:53 |
нужен исходник архиватора bzip2 на Паскале. Есть на Си, возможно ли конвертировать? | komex | Общие вопросы Delphi | 2 | 03.01.2008 12:54 |