ningshuxia
2022-12-12 e78f5936fee9ab4fff600515bb20a41a28f329c4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
// <copyright file="Interpolate.cs" company="Math.NET">
// Math.NET Numerics, part of the Math.NET Project
// http://numerics.mathdotnet.com
// http://github.com/mathnet/mathnet-numerics
//
// Copyright (c) 2009-2014 Math.NET
//
// Permission is hereby granted, free of charge, to any person
// obtaining a copy of this software and associated documentation
// files (the "Software"), to deal in the Software without
// restriction, including without limitation the rights to use,
// copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
// copies of the Software, and to permit persons to whom the
// Software is furnished to do so, subject to the following
// conditions:
//
// The above copyright notice and this permission notice shall be
// included in all copies or substantial portions of the Software.
//
// THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND,
// EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES
// OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND
// NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT
// HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY,
// WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
// FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
// OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
// </copyright>
 
using System.Collections.Generic;
using IStation.Numerics.Interpolation;
 
namespace IStation.Numerics
{
    /// <summary>
    /// Interpolation Factory.
    /// </summary>
    public static class Interpolate
    {
        /// <summary>
        /// Creates an interpolation based on arbitrary points.
        /// </summary>
        /// <param name="points">The sample points t.</param>
        /// <param name="values">The sample point values x(t).</param>
        /// <returns>
        /// An interpolation scheme optimized for the given sample points and values,
        /// which can then be used to compute interpolations and extrapolations
        /// on arbitrary points.
        /// </returns>
        /// <remarks>
        /// if your data is already sorted in arrays, consider to use
        /// IStation.Numerics.Interpolation.Barycentric.InterpolateRationalFloaterHormannSorted
        /// instead, which is more efficient.
        /// </remarks>
        public static IInterpolation Common(IEnumerable<double> points, IEnumerable<double> values)
        {
            return Barycentric.InterpolateRationalFloaterHormann(points, values);
        }
 
        /// <summary>
        /// Create a Floater-Hormann rational pole-free interpolation based on arbitrary points.
        /// </summary>
        /// <param name="points">The sample points t.</param>
        /// <param name="values">The sample point values x(t).</param>
        /// <returns>
        /// An interpolation scheme optimized for the given sample points and values,
        /// which can then be used to compute interpolations and extrapolations
        /// on arbitrary points.
        /// </returns>
        /// <remarks>
        /// if your data is already sorted in arrays, consider to use
        /// IStation.Numerics.Interpolation.Barycentric.InterpolateRationalFloaterHormannSorted
        /// instead, which is more efficient.
        /// </remarks>
        public static IInterpolation RationalWithoutPoles(IEnumerable<double> points, IEnumerable<double> values)
        {
            return Barycentric.InterpolateRationalFloaterHormann(points, values);
        }
 
        /// <summary>
        /// Create a Bulirsch Stoer rational interpolation based on arbitrary points.
        /// </summary>
        /// <param name="points">The sample points t.</param>
        /// <param name="values">The sample point values x(t).</param>
        /// <returns>
        /// An interpolation scheme optimized for the given sample points and values,
        /// which can then be used to compute interpolations and extrapolations
        /// on arbitrary points.
        /// </returns>
        /// <remarks>
        /// if your data is already sorted in arrays, consider to use
        /// IStation.Numerics.Interpolation.BulirschStoerRationalInterpolation.InterpolateSorted
        /// instead, which is more efficient.
        /// </remarks>
        public static IInterpolation RationalWithPoles(IEnumerable<double> points, IEnumerable<double> values)
        {
            return BulirschStoerRationalInterpolation.Interpolate(points, values);
        }
 
        /// <summary>
        /// Create a barycentric polynomial interpolation where the given sample points are equidistant.
        /// </summary>
        /// <param name="points">The sample points t, must be equidistant.</param>
        /// <param name="values">The sample point values x(t).</param>
        /// <returns>
        /// An interpolation scheme optimized for the given sample points and values,
        /// which can then be used to compute interpolations and extrapolations
        /// on arbitrary points.
        /// </returns>
        /// <remarks>
        /// if your data is already sorted in arrays, consider to use
        /// IStation.Numerics.Interpolation.Barycentric.InterpolatePolynomialEquidistantSorted
        /// instead, which is more efficient.
        /// </remarks>
        public static IInterpolation PolynomialEquidistant(IEnumerable<double> points, IEnumerable<double> values)
        {
            return Barycentric.InterpolatePolynomialEquidistant(points, values);
        }
 
        /// <summary>
        /// Create a Neville polynomial interpolation based on arbitrary points.
        /// If the points happen to be equidistant, consider to use the much more robust PolynomialEquidistant instead.
        /// Otherwise, consider whether RationalWithoutPoles would not be a more robust alternative.
        /// </summary>
        /// <param name="points">The sample points t.</param>
        /// <param name="values">The sample point values x(t).</param>
        /// <returns>
        /// An interpolation scheme optimized for the given sample points and values,
        /// which can then be used to compute interpolations and extrapolations
        /// on arbitrary points.
        /// </returns>
        /// <remarks>
        /// if your data is already sorted in arrays, consider to use
        /// IStation.Numerics.Interpolation.NevillePolynomialInterpolation.InterpolateSorted
        /// instead, which is more efficient.
        /// </remarks>
        public static IInterpolation Polynomial(IEnumerable<double> points, IEnumerable<double> values)
        {
            return NevillePolynomialInterpolation.Interpolate(points, values);
        }
 
        /// <summary>
        /// Create a piecewise linear interpolation based on arbitrary points.
        /// </summary>
        /// <param name="points">The sample points t.</param>
        /// <param name="values">The sample point values x(t).</param>
        /// <returns>
        /// An interpolation scheme optimized for the given sample points and values,
        /// which can then be used to compute interpolations and extrapolations
        /// on arbitrary points.
        /// </returns>
        /// <remarks>
        /// if your data is already sorted in arrays, consider to use
        /// IStation.Numerics.Interpolation.LinearSpline.InterpolateSorted
        /// instead, which is more efficient.
        /// </remarks>
        public static IInterpolation Linear(IEnumerable<double> points, IEnumerable<double> values)
        {
            return Interpolation.LinearSpline.Interpolate(points, values);
        }
 
        /// <summary>
        /// Create piecewise log-linear interpolation based on arbitrary points.
        /// </summary>
        /// <param name="points">The sample points t.</param>
        /// <param name="values">The sample point values x(t).</param>
        /// <returns>
        /// An interpolation scheme optimized for the given sample points and values,
        /// which can then be used to compute interpolations and extrapolations
        /// on arbitrary points.
        /// </returns>
        /// <remarks>
        /// if your data is already sorted in arrays, consider to use
        /// IStation.Numerics.Interpolation.LogLinear.InterpolateSorted
        /// instead, which is more efficient.
        /// </remarks>
        public static IInterpolation LogLinear(IEnumerable<double> points, IEnumerable<double> values)
        {
            return Interpolation.LogLinear.Interpolate(points, values);
        }
 
        /// <summary>
        /// Create an piecewise natural cubic spline interpolation based on arbitrary points,
        /// with zero secondary derivatives at the boundaries.
        /// </summary>
        /// <param name="points">The sample points t.</param>
        /// <param name="values">The sample point values x(t).</param>
        /// <returns>
        /// An interpolation scheme optimized for the given sample points and values,
        /// which can then be used to compute interpolations and extrapolations
        /// on arbitrary points.
        /// </returns>
        /// <remarks>
        /// if your data is already sorted in arrays, consider to use
        /// IStation.Numerics.Interpolation.CubicSpline.InterpolateNaturalSorted
        /// instead, which is more efficient.
        /// </remarks>
        public static IInterpolation CubicSpline(IEnumerable<double> points, IEnumerable<double> values)
        {
            return Interpolation.CubicSpline.InterpolateNatural(points, values);
        }
 
        /// <summary>
        /// Create a piecewise cubic Akima spline interpolation based on arbitrary points.
        /// Akima splines are robust to outliers.
        /// </summary>
        /// <param name="points">The sample points t.</param>
        /// <param name="values">The sample point values x(t).</param>
        /// <returns>
        /// An interpolation scheme optimized for the given sample points and values,
        /// which can then be used to compute interpolations and extrapolations
        /// on arbitrary points.
        /// </returns>
        /// <remarks>
        /// if your data is already sorted in arrays, consider to use
        /// IStation.Numerics.Interpolation.CubicSpline.InterpolateAkimaSorted
        /// instead, which is more efficient.
        /// </remarks>
        public static IInterpolation CubicSplineRobust(IEnumerable<double> points, IEnumerable<double> values)
        {
            return Interpolation.CubicSpline.InterpolateAkima(points, values);
        }
 
        /// <summary>
        /// Create a piecewise cubic monotone spline interpolation based on arbitrary points.
        /// This is a shape-preserving spline with continuous first derivative.
        /// </summary>
        /// <param name="points">The sample points t.</param>
        /// <param name="values">The sample point values x(t).</param>
        /// <returns>
        /// An interpolation scheme optimized for the given sample points and values,
        /// which can then be used to compute interpolations and extrapolations
        /// on arbitrary points.
        /// </returns>
        /// <remarks>
        /// if your data is already sorted in arrays, consider to use
        /// IStation.Numerics.Interpolation.CubicSpline.InterpolatePchipSorted
        /// instead, which is more efficient.
        /// </remarks>
        public static IInterpolation CubicSplineMonotone(IEnumerable<double> points, IEnumerable<double> values)
        {
            return Interpolation.CubicSpline.InterpolatePchip(points, values);
        }
 
        /// <summary>
        /// Create a piecewise cubic Hermite spline interpolation based on arbitrary points
        /// and their slopes/first derivative.
        /// </summary>
        /// <param name="points">The sample points t.</param>
        /// <param name="values">The sample point values x(t).</param>
        /// <param name="firstDerivatives">The slope at the sample points. Optimized for arrays.</param>
        /// <returns>
        /// An interpolation scheme optimized for the given sample points and values,
        /// which can then be used to compute interpolations and extrapolations
        /// on arbitrary points.
        /// </returns>
        /// <remarks>
        /// if your data is already sorted in arrays, consider to use
        /// IStation.Numerics.Interpolation.CubicSpline.InterpolateHermiteSorted
        /// instead, which is more efficient.
        /// </remarks>
        public static IInterpolation CubicSplineWithDerivatives(IEnumerable<double> points, IEnumerable<double> values, IEnumerable<double> firstDerivatives)
        {
            return Interpolation.CubicSpline.InterpolateHermite(points, values, firstDerivatives);
        }
 
        /// <summary>
        /// Create a step-interpolation based on arbitrary points.
        /// </summary>
        /// <param name="points">The sample points t.</param>
        /// <param name="values">The sample point values x(t).</param>
        /// <returns>
        /// An interpolation scheme optimized for the given sample points and values,
        /// which can then be used to compute interpolations and extrapolations
        /// on arbitrary points.
        /// </returns>
        /// <remarks>
        /// if your data is already sorted in arrays, consider to use
        /// IStation.Numerics.Interpolation.StepInterpolation.InterpolateSorted
        /// instead, which is more efficient.
        /// </remarks>
        public static IInterpolation Step(IEnumerable<double> points, IEnumerable<double> values)
        {
            return StepInterpolation.Interpolate(points, values);
        }
    }
}