最小二乘法C语言和Matlab实现

最小二乘法的Matlab实现
① 一次函数使用polyfit（x,y,1） ②多项式函数使用 polyfit（x,y,n），n为次数 拟合曲线 x=[0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0]， y=[1.75,2.45,3.81,4.80,7.00,8.60]。 解：MATLAB程序如下： x=[0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0]; y=[1.75,2.45,3.81,4.80,7.00,8.60]; p=polyfit(x,y,2) x1=0.5:0.05:3.0; y1=polyval(p,x1); plot(x,y,'*r',x1,y1,'-b') 计算结果为： p =0.5614 0.8287 1.1560 即所得多项式为y=0.5614x^2+0.08287x+1.15560 ③非线性函数使用 lsqcurvefit(fun,x0,x,y)
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下面是实现Gauss-Jordan法实矩阵求逆。

#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <stdio.h>
int brinv(double a[], int n)
{ int *is,*js,i,j,k,l,u,v;
double d,p;
is=malloc(n*sizeof(int));
js=malloc(n*sizeof(int));
for (k=0; k<=n-1; k++)
{ d=0.0;
for (i=k; i<=n-1; i++)
for (j=k; j<=n-1; j++)
{ l=i*n+j; p=fabs(a[l]);
if (p>d) { d=p; is[k]=i; js[k]=j;}
}
if (d+1.0==1.0)
{ free(is); free(js); printf("err**not inv\n");
return(0);
}
if (is[k]!=k)
for (j=0; j<=n-1; j++)
{ u=k*n+j; v=is[k]*n+j;
p=a[u]; a[u]=a[v]; a[v]=p;
}
if (js[k]!=k)
for (i=0; i<=n-1; i++)
{ u=i*n+k; v=i*n+js[k];
p=a[u]; a[u]=a[v]; a[v]=p;
}
l=k*n+k;
a[l]=1.0/a[l];
for (j=0; j<=n-1; j++)
if (j!=k)
{ u=k*n+j; a[u]=a[u]*a[l];}
for (i=0; i<=n-1; i++)
if (i!=k)
for (j=0; j<=n-1; j++)
if (j!=k)
{ u=i*n+j;
a[u]=a[u]-a[i*n+k]*a[k*n+j];
}
for (i=0; i<=n-1; i++)
if (i!=k)
{ u=i*n+k; a[u]=-a[u]*a[l];}
}
for (k=n-1; k>=0; k--)
{ if (js[k]!=k)
for (j=0; j<=n-1; j++)
{ u=k*n+j; v=js[k]*n+j;
p=a[u]; a[u]=a[v]; a[v]=p;
}
if (is[k]!=k)
for (i=0; i<=n-1; i++)
{ u=i*n+k; v=i*n+is[k];
p=a[u]; a[u]=a[v]; a[v]=p;
}
}
free(is); free(js);
return(1);
}

void brmul(double a[], double b[],int m,int n,int k,double c[])
{ int i,j,l,u;
for (i=0; i<=m-1; i++)
for (j=0; j<=k-1; j++)
{ u=i*k+j; c[u]=0.0;
for (l=0; l<=n-1; l++)
c[u]=c[u]+a[i*n+l]*b[l*k+j];
}
return;
}

int main()
{ int i,j;
static double a[4][4]={ {0.2368,0.2471,0.2568,1.2671},
{1.1161,0.1254,0.1397,0.1490},
{0.1582,1.1675,0.1768,0.1871},
{0.1968,0.2071,1.2168,0.2271}};
static double b[4][4],c[4][4];
for (i=0; i<=3;
i++)
for (j=0; j<=3; j++)
b[i][j]=a[i][j];
i=brinv(a,4);
if (i!=0)
{ printf("MAT A IS:\n");
for (i=0; i<=3; i++)
{ for (j=0; j<=3; j++)
printf("%13.7e ",b[i][j]);
printf("\n");
}
printf("\n");
printf("MAT A- IS:\n");
for (i=0; i<=3; i++)
{ for (j=0; j<=3; j++)
printf("%13.7e ",a[i][j]);
printf("\n");
}
printf("\n");
printf("MAT AA- IS:\n");
brmul(b,a,4,4,4,c)

;
for (i=0; i<=3; i++)
{ for (j=0; j<=3; j++)
printf("%13.7e ",c[i][j]);
printf("\n");
}
}
}参考资料：C常用算法程序集－徐士良