java - 如何在java中使用apache math 3.0为直方图生成bin？

Question

我一直在寻找使用 apache common math 3.0 为特定数据集生成 bin（通过指定低频段、高频段和所需的 bin 数量）。我看过频率http://commons.apache.org/math/apidocs/org/apache/commons/math3/stat/Frequency.html 但它并没有给我我想要的东西。我想要一种方法，可以给我一个区间内的值的频率（例如：有多少值在 0 到 5 之间）。有什么建议或想法吗？

Answer 1

这是相同功能的基于 Java 流的实现。

使用一些有用的范围、过滤和计数功能。

public static Long[] calcHistogram(Double[] data, Double min, Double max, Integer numBins) {
  final var interval = (max - min) / numBins;

  return IntStream.range(0, numBins)
      .boxed()
      .map(n -> {
        var binStart = min + n * interval;
        var binEnd = min + (n + 1) * interval;
        return Arrays.stream(data).filter(d -> d >= binStart && d < binEnd).count();
      })
      .toArray(Long[]::new);
}

Answer 2

这是@Altair7852 的回答。

如果你想为你的y值生成x值bin interval（每个bin中的频率..akahistogram[] at index i)这里是完整的方法

    private fun displayHistogram(binCount: Int, data: DoubleArray) {
        val histogram = DoubleArray(binCount)
        val distribution = org.apache.commons.math3.random.EmpiricalDistribution(binCount)
        distribution.load(data)

        var k = 0
        for (stats in distribution.binStats) {
            histogram[k++] = stats.n.toDouble()
        }

        val binSize = (data.max()!!.toDouble() - data.min()!!.toDouble()) / binCount

        for (i in 0 until histogram.size) {
            series2?.appendData(DataPoint(generateHistogramXValues(data.min()!!.toDouble(), histogram.size, binSize)[i], histogram[i]), false, histogram.count())
        }
    }

这里是x值的生成方法

        val xValuesArray = DoubleArray(numberOfBIns)
        for (i in 0 until numberOfBIns) {
            if (i == 0){
                xValuesArray[i] = min
            }else{
                val previous = xValuesArray[i-1]
                xValuesArray[i] = previous+binSize
            }
        }
        return xValuesArray
    }

我正在使用GraphView 图形库在android 上执行此操作，但您可以在任何库上使用它。

Answer 3

据我所知，Apache Commons 中没有好的直方图类。我最终写了自己的。如果你想要的只是从 min 到 max 线性分布的 bin，那么它很容易编写。

可能是这样的：

public static int[] calcHistogram(double[] data, double min, double max, int numBins) {
  final int[] result = new int[numBins];
  final double binSize = (max - min)/numBins;

  for (double d : data) {
    int bin = (int) ((d - min) / binSize);
    if (bin < 0) { /* this data is smaller than min */ }
    else if (bin >= numBins) { /* this data point is bigger than max */ }
    else {
      result[bin] += 1;
    }
  }
  return result;
}

编辑：这是一个示例。

double[] data = { 2, 4, 6, 7, 8, 9 };
int[] histogram = calcHistogram(data, 0, 10, 4);
// This is a histogram with 4 bins, 0-2.5, 2.5-5, 5-7.5, 7.5-10.
assert histogram[0] == 1; // one point (2) in range 0-2.5
assert histogram[1] == 1; // one point (4) in range 2.5-5.
// etc..

Answer 4

我认为您的代码有错误 -- 请参阅下面的更正代码：

public static int[] calcHistogram(double[] data, double min, double max, int numBins) {
  final int[] result = new int[numBins];
  final double binSize = (max - min)/numBins;

  for (double d : data) {
    int bin = (int) ((d - min) / binSize); // changed this from numBins
    if (bin < 0) { /* this data is smaller than min */ }
    else if (bin >= numBins) { /* this data point is bigger than max */ }
    else {
      result[bin] += 1;
    }
  }
  return result;
}

Answer 5

这是使用 Apache Commons Math 3 实现直方图的简单方法：

final int BIN_COUNT = 20;
double[] data = {1.2, 0.2, 0.333, 1.4, 1.5, 1.2, 1.3, 10.4, 1, 2.0}; 

long[] histogram = new long[BIN_COUNT];
org.apache.commons.math3.random.EmpiricalDistribution distribution = new org.apache.commons.math3.random.EmpiricalDistribution(BIN_COUNT);
distribution.load(data);
int k = 0;
for(org.apache.commons.math3.stat.descriptive.SummaryStatistics stats: distribution.getBinStats())
{
    histogram[k++] = stats.getN();
}