C#编程之C# 实现寻峰算法的简单优化(包含边峰,最小峰值,峰距)
小标 2018-11-27 来源 : 阅读 3206 评论 0

摘要:本文主要向大家介绍了C#编程之C# 实现寻峰算法的简单优化(包含边峰,最小峰值,峰距),通过具体的内容向大家展示,希望对大家学习C#编程有所帮助。

本文主要向大家介绍了C#编程之C# 实现寻峰算法的简单优化(包含边峰,最小峰值,峰距),通过具体的内容向大家展示,希望对大家学习C#编程有所帮助。
 
这里先把翻译代码贴一下(略微的修改了sowhat4999代码中的几个参数)

//调用方法
List data = new List{25, 8, 15, 5, 6, 10, 10, 3, 1, 20, 7};
List index = getPeaksIndex(trendSign(oneDiff(Constant.data)));

//第一次寻峰(基本峰距为1)算法
private double[] oneDiff(List data)
{
     double[] result = new double[data.Count - 1];
     for (int i = 0; i < result.Length; i++)
     {
          result[i] = data[i + 1] - data[i];
     }
     return result;
}

private int[] trendSign(double[] data)
{
     int[] sign = new int[data.Length];
     for (int i = 0; i < sign.Length; i++)
     {
          if (data[i] > 0) sign[i] = 1;
          else if (data[i] == 0) sign[i] = 0;
          else sign[i] = -1;
     }

     for (int i = sign.Length - 1; i >= 0; i--)
     {
          if (sign[i] == 0 && i == sign.Length - 1)
          {
               sign[i] = 1;
          }
          else if (sign[i] == 0)
          {
               if (sign[i + 1] >= 0)
               {
                    sign[i] = 1;
               }
               else
               {
                    sign[i] = -1;
               }
          }
      }
      return sign;
}

private List getPeaksIndex(int[] diff)
{
     List data = new List();
     for (int i = 0; i != diff.Length - 1; i++)
     {
          if (diff[i + 1] - diff[i] == -2)
          {
              data.Add(i + 1);
          }
     }
     return data;//相当于原数组的下标
}

 
以上方法并没有将峰距、边锋、峰值情况考虑在内,但已经给与我们后人一个完整的思路。
峰距情况分析:
我们可以将上述方法理解为峰距1的寻峰算法,当我们需要完成峰距为2的寻峰情况时我们需要判断
data[i]是否大于data[i+1],data[i+2],data[i-1],data[i-2]
同理按照此方法完成点数为100000,峰距为1000的寻峰,则需要进行100000的1000次方次运算,这显然需要花费大量的时间进行运算。
优化过程中,我们并不能改变峰距(即幂指数1000),但我们可以改变点数(即底数100000)的大小。从而实现运算量的降低。
 
 以上峰距为1的寻峰方法此时已经完成判断
data[i]是否大于data[i+1],data[i-1]
并返还峰值对应的索引列
 
峰距为2时,我们只需要再次对索引列中内容进行判断即可(只有在峰距为1的判断中胜出的点,才有可能在峰距为2的判断中胜出)
data[i]是否大于data[i+2],data[i-2]
此时你会发现我们需要遍历的底数已经并不是原点数100000,而是上次返还的寻峰序列个数
 

            //调用方法
            List data = new List{25, 8, 15, 5, 6, 10, 10, 3, 1, 20, 7};
            //峰距
            int DisPeak = 3;
            // 峰距为1时得到的脚标
            List index =getPeaksIndex(trendSign(oneDiff(Yaxis)));
            //已进行的判断
            int level = 1;
            // 扩大峰距范围范围算法
            while (DisPeak > level)
            {
                level++;
                List result = DoPeakInstance(data, index, level);
                index = null;
                index = result;
            }

 
 //扩大寻峰范围算法        private List DoPeakInstance(List data, List index, int level)        {     //相当于原数组的下标     List result = new List();     for (int i = 0; i < index.Count; i++)     {          //判断是否超出下界和上界          if (index[i] - level>=0&&index[i] + level < data.Count)          {               if (data[index[i] + level] <= data[index[i]] && data[index[i] - level] <= data[index[i]])               {                    result.Add(index[i]);               }           }      }      return result;        }



 
 边锋情况分析:
仔细阅读上述两算法,你会发现该算法存在一个无法避免的问题 如:
峰距是3,此时峰首部点序(点0,点1,点2)因无法向前比较,导致并没有参与到峰值计算中。 尾部点则因无法向后比较没有参与到峰值计算中。
此情况我们首先要清楚,因上述情况未参与比较的点序中,首部最多仅有一个峰值,尾部最多仅有一个峰值。
那我们把它加上就好了,美滋滋。

            //获取数据首尾两侧最大峰值(0,DisPeak)点序和(Date.CountFJ-DisPeak,Data.Count)点序
            int TopIndex = 0;
            int BottomIndex = Yaxis.Count-1;
            for (int i = 0; i < DisPeak; i++)
            {
                if (Yaxis[i] >= Yaxis[TopIndex])
                {
                    TopIndex = i;
                }
                if (Yaxis[Yaxis.Count-1 - i] >= Yaxis[BottomIndex])
                {
                    BottomIndex = Yaxis.Count - 1 - i;
                }
            }
            //判断是否满足条件检索条件(首部向后点进行比较,尾部向前点进行比较,比较DisPeak个点)
            int newTopIndex = TopIndex;
            int newBottomIndex = BottomIndex;
            for (int i = 0; i <= DisPeak; i++)
            {

                if (Yaxis[TopIndex + i] >= Yaxis[TopIndex])
                {
                    newTopIndex = TopIndex + i;
                }
                if (Yaxis[BottomIndex - i] >= Yaxis[BottomIndex])
                {
                    newBottomIndex = BottomIndex - i;
                }
            }
            TopIndex = newTopIndex;
            BottomIndex = newBottomIndex;

            //添加到结果序列
            if (TopIndex <= DisPeak)
            {
                index.Insert(0, TopIndex);
            }
            if (BottomIndex >= Xaxis.Count - DisPeak)
            {
                index.Add(BottomIndex);
            }

 
 
最后,也就是最简单的峰值判断了。比一下就好了。

           //最小峰值
            int minPeakValue = 10;
            List finalresult = new List();
            for (int i = 0; i < index.Count; i++)
            {
                
                if (Yaxis[index[i]] >= minPeakValue)
                {
                    finalresult.Add(index[i]);
                }
            }
            index = null;
            index = finalresult;

本文由职坐标整理并发布,希望对同学们有所帮助。了解更多详情请关注职坐标编程语言C#.NET频道!

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