如何在Quantrix中使用Groovy实现Simple Linear Regression自定义函数

现有代码问题说明 #

• 第一版代码问题：
  1. 未实现slope()、intercept()两个核心计算函数，属于逻辑缺失
  2. 参数类型错误：计算回归需要至少2组样本，因此因变量、自变量应为数组类型，而非单个double值
  3. 语法错误：变量声明重复书写double关键字，不符合语法规范
• 第二版代码问题：
  1. 调用的SimpleRegression属于Apache Commons Math第三方类，未导入依赖时无法识别
  2. 参数仍为单个double值，无法传入多组样本计算回归系数
• 第三版测试代码问题：
  1. 未导入Apache Commons Math的SimpleRegression类，编译器无法识别该类
  2. 实例化类时遗漏new关键字，语法错误
  3. 仅传入1组样本点，无法计算线性回归系数
  4. 存在无意义的空addData()调用

可直接运行的实现方案 #

方案1：原生Groovy实现（无额外依赖，推荐Quantrix环境使用） #

无需导入任何第三方库，直接复制即可在Groovy环境中运行，支持多组样本输入：

// 入参说明：y为因变量数组，x为自变量数组，xTest为待预测的x值
double simpleLinearRegression(double[] y, double[] x, double xTest) {
    // 校验样本数量一致且不少于2组
    if (y.size() != x.size() || y.size() < 2) {
        throw new IllegalArgumentException("样本数量需一致且不少于2组")
    }
    int n = y.size()
    // 计算x、y的平均值
    double xMean = x.sum() / n
    double yMean = y.sum() / n
    // 计算斜率和截距
    double numerator = 0
    double denominator = 0
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        numerator += (x[i] - xMean) * (y[i] - yMean)
        denominator += Math.pow(x[i] - xMean, 2)
    }
    double slope = numerator / denominator
    double intercept = yMean - slope * xMean
    // 返回预测结果
    return intercept + slope * xTest
}

方案2：基于Apache Commons Math实现（需环境已导入commons-math3依赖） #

如果你的Quantrix环境已经引入了Apache Commons Math库，可以直接调用官方封装好的类：

// 首先导入依赖类
import org.apache.commons.math3.stat.regression.SimpleRegression

double simpleLinearRegression(double[] y, double[] x, double xTest) {
    if (y.size() != x.size() || y.size() < 2) {
        throw new IllegalArgumentException("样本数量需一致且不少于2组")
    }
    SimpleRegression regression = new SimpleRegression()
    // 批量添加样本数据
    for (int i = 0; i < x.size(); i++) {
        regression.addData(x[i], y[i])
    }
    return regression.predict(xTest)
}

使用示例 #

// 样本示例：x=[1,2,3,4,5], y=[2,4,5,4,5]，预测x=6时的y值
double[] x = [1,2,3,4,5] as double[]
double[] y = [2,4,5,4,5] as double[]
double predict = simpleLinearRegression(y, x, 6)
println predict // 输出结果约为5.8

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Hector Devough