如何将正弦曲线拟合到 Java 中的数据？

Question

我花了几天时间试图让这个完全相同的代码在 java 中运行：How do I fit a sine curve to my data with pylab and numpy?

基于这个答案：Sine Wave Curve Fitting in Java，我已经开始整理这段代码：

public double sine_fit(double[] current_sample){
        double[] half_cycle = Arrays.copyOfRange(current_sample, 175, 225);
        double amp = 3*ArrayUtils.std(half_cycle)/Math.sqrt(2);
        double freq = 0;
        double phase = 0;
        double[] guess = new double[]{amp, freq, phase};
        HarmonicCurveFitter curveFit = new HarmonicCurveFitter(new LevenbergMarquardtOptimizer());
        //curveFit.withStartPoint(guess);
        for (int i=0; i < half_cycle.length; i++) {
            curveFit.addObservedPoint(i, half_cycle[i]);
        }
        double[] vals = curveFit.fit();
        System.out.println(vals);
    }

它无法编译，也不是我想要的（即，与第一个链接中的内容完全相同）

非常感谢一些帮助。无法在 Java 中完成我在 Python 中只用几行代码就能完成的事情，这让我发疯了。

P.S.：长期 Python 编码员，新手 Java 程序员。

更新

基于@17slim 的回答：

    double[] half_cycle = Arrays.copyOfRange(current_sample, 175, 225);
    double amp = 3*ArrayUtils.std(half_cycle)/Math.sqrt(2);
    double freq = 0;
    double phase = 0;
    double[] guess = new double[]{amp, freq, phase};
    HarmonicCurveFitter curveFit = HarmonicCurveFitter.create();
    curveFit.withStartPoint(guess);
    List<WeightedObservedPoint> points = new ArrayList<WeightedObservedPoint>();
    for (int i=0; i < half_cycle.length; i++) {
        points.add(new WeightedObservedPoint(1.0, i, half_cycle[i]));
    }
    double[] vals = curveFit.fit(points);
    for (double val: vals){
        System.out.println(val);
    }

Answer 1

HarmonicCurveFitter 不扩展CurveFitter；它扩展了AbstractCurveFitter，它没有方法addObservedPoint。 GaussianFitter、HarmonicFitter 和PolynomialFitter 是CurveFitter 的已知扩展程序，具有所需的方法。使用HarmonicFitter。

请参阅：CurveFitter 和 HarmonicCurveFitter

编辑： 由于不推荐使用HarmonicFitter，因此使用HarmonicCurveFitter 是正确的。由于它没有您需要的方法，请使用fit(Collection<WeightedObservedPoint> points) 而不是addObservedPoint。

改为：

HarmonicCurveFitter curveFit = new HarmonicCurveFitter.create();
List<WeightedObservedPoint> points = new ArrayList<WeightedObservedPoint>();
for (int i=0; i < half_cycle.length; i++) {
    points.add(new WeightedObservedPoint(1.0, i, half_cycle[i]));
}
double[] vals = curveFit.fit(points);

来自文档：

默认实现使用 Levenberg-Marquardt 优化器。

确保导入org.apache.commons.math3.fitting.WeightedObservedPoint、org.apache.commons.math3.fittingHarmonicCurveFitter、java.util.List 和java.util.ArrayList。

此外，打印vals 不会像在 Python 中那样打印每个值，它会打印指向数组的指针。使用for (double val: vals) 并单独显示每个值。

Answer 2

问题是您必须使用HarmonicFitter 类和该类的方法 - addObservedPoint。 类HarmonicCurveFitter 和他的父类AbstractCurveFitter 都不包含方法addObservedPoint。