using Apewer.Internals; using System; using System.Collections.Generic; using System.Globalization; using System.Runtime.InteropServices; using System.Text; namespace Apewer { /// 数值实用工具。 public static class NumberUtility { #region 随机数。 /// 用于生成随机数的时钟位置。 private static int RandomSeed = 327680; private static void RandomInit() { var now = DateTime.Now; var timer = (float)((double)(checked((60 * now.Hour + now.Minute) * 60 + now.Second)) + (double)now.Millisecond / 1000.0); int num1 = RandomSeed; int num2 = BitConverter.ToInt32(BitConverter.GetBytes(timer), 0); num2 = ((num2 & 65535) ^ num2 >> 16) << 8; num1 = (num1 & -16776961) | num2; RandomSeed = num1; } /// 生成不大于 1 的随机数,最小为 0。 public static float Random(float max = 1F) { RandomInit(); int num1 = RandomSeed; if ((double)max != 0.0) { if ((double)max < 0.0) { num1 = BitConverter.ToInt32(BitConverter.GetBytes(max), 0); long vnum2 = (long)num1; vnum2 &= unchecked((long)((ulong)-1)); num1 = checked((int)(vnum2 + (vnum2 >> 24) & 16777215L)); } num1 = checked((int)(unchecked((long)num1) * 1140671485L + 12820163L & 16777215L)); } RandomSeed = num1; return (float)num1 / 16777216f; } /// 生成随机整数,包含最小值和最大值。 /// 最小值。 /// 最大值。 /// public static int Random(int max, int min = 0) { if (max == min) return max; if (max < min) { var temp = max; max = min; min = temp; } var rate = (max - min + 1) * Random(); var result = min + (int)rate; return result; } #endregion #region Restrict 约束值范围。 /// 约束值范围,若源值不在范围中,则修改为接近的值。 public static T Restrict(T origin, T min, T max) where T : IComparable { try { // 检查条件 min > max : 返回原始值。 var condition = min.CompareTo(max); if (condition > 0) return origin; if (origin.CompareTo(min) < 0) return min; if (origin.CompareTo(max) > 0) return max; return origin; } catch { } return origin; } #endregion /// 平均值。 public static double Average(params double[] values) { var amount = 0d; foreach (var i in values) amount += i; return amount / Convert.ToDouble(values.Length); } #region 最小值、最大值。 private static T GetMost(Func replace, T[] values) { if (values == null) return default; var length = values.LongLength; if (length == 0L) return default; if (length == 1L) return values[0L]; var most = values[0]; for (var i = 1L; i < length; i++) { var value = values[i]; if (value == null) continue; if (most == null) { most = value; } else { var doReplace = replace(most, value); if (doReplace) most = value; } } return most; } // 无法输出正确结果。 // public static T GetMin(params IComparable[] values) // { // var result = GetMost((a, b) => a.CompareTo(b) == 1, values); // return result == null ? default : (T)result; // } // 无法输出正确结果。 // public static T GetMin(params IComparable[] values) // { // var result = GetMost((a, b) => a.CompareTo((T)b) == 1, values); // return result == null ? default : (T)result; // } // 无法输出正确结果。 // public static T GetMax(params IComparable[] values) // { // var result = GetMost((a, b) => a.CompareTo(b) == -1, values); // return result == null ? default : (T)result; // } // 无法输出正确结果。 // public static T GetMax(params IComparable[] values) // { // var result = GetMost((a, b) => a.CompareTo((T)b) == -1, values); // return result == null ? default : (T)result; // } /// 最小值。 public static byte Min(params byte[] values) => GetMost((a, b) => a > b, values); /// 最小值。 public static int Min(params int[] values) => GetMost((a, b) => a > b, values); /// 最小值。 public static long Min(params long[] values) => GetMost((a, b) => a > b, values); /// 最小值。 public static float Min(params float[] values) => GetMost((a, b) => a > b, values); /// 最小值。 public static double Min(params double[] values) => GetMost((a, b) => a > b, values); /// 最小值。 public static decimal Min(params decimal[] values) => GetMost((a, b) => a > b, values); /// 最大值。 public static byte Max(params byte[] values) => GetMost((a, b) => a < b, values); /// 最大值。 public static int Max(params int[] values) => GetMost((a, b) => a < b, values); /// 最大值。 public static long Max(params long[] values) => GetMost((a, b) => a < b, values); /// 最大值。 public static float Max(params float[] values) => GetMost((a, b) => a < b, values); /// 最大值。 public static double Max(params double[] values) => GetMost((a, b) => a < b, values); /// 最大值。 public static decimal Max(params decimal[] values) => GetMost((a, b) => a < b, values); #endregion /// Pearson Correlation Coefficient 皮尔逊相关系数。计算两个数组的相似度。数组长度不相等时,以 0 填充不足的长度。 /// /// 0.8 ~ 1.0 : 极强相关 /// 0.6 ~ 0.8 : 强相关 /// 0.4 ~ 0.6 : 中等程度相关 /// 0.2 ~ 0.4 : 弱相关 /// 0.0 ~ 0.2 : 极弱相关或无相关 /// /// public static double Pearson(double[] bytes1, double[] bytes2) { var length1 = bytes1 == null ? 0L : bytes1.LongLength; var length2 = bytes2 == null ? 0L : bytes2.LongLength; var length = Math.Max(length1, length2); if (length < 1) return 1D; var x = new double[length]; var y = new double[length]; for (var i = 0L; i < length; i++) { if (i < length1) x[i] = bytes1[i]; if (i < length2) y[i] = bytes2[i]; } int n = x.Length; // 数组长度。 double s = 0d; // 分子。 double m1 = 0d, m2 = 0d; // 分母。 double xa = Average(x); double ya = Average(y); for (int i = 0; i < n; i++) { s += (x[i] - xa) * (y[i] - ya); m1 += Math.Pow(x[i] - xa, 2); m2 += Math.Pow(y[i] - ya, 2); } double r = s / (Math.Sqrt(m1) * Math.Sqrt(m2)); return r; } #region 从 String 转为数值。 // 修剪数值字符串。 private static string Trim(string text) { if (string.IsNullOrEmpty(text)) return null; const string allowed = "0123456789.%+-Ee。"; var input = text.Length; var output = 0; var chars = new char[input]; for (var i = 0; i < text.Length; i++) { var c = text[i]; if (c == '。') c = '.'; else if (allowed.IndexOf(c) < 0) continue; chars[output] = c; output += 1; } if (output == input) return text; if (output < 1) return null; return new string(chars, 0, output); } private static T GetNumber(object @object, Func convert, Func percent = null) { if (@object == null) return default(T); if (@object is T) return (T)@object; var text = (@object is string) ? (string)@object : ""; var trim = Trim(text); if (trim == null) return default; // 获取百分号的个数。 var pow = 0; while (trim.Length > 0 && trim.EndsWith("%")) { trim = trim.Substring(0, trim.Length - 1); pow += 1; } if (trim.Length < 1) return default; // 转换。 try { var value = convert(trim); if (pow > 0 && percent != null) { var denominator = Math.Pow(100, pow); value = percent(value, denominator); } return value; } catch { return default; } } private static decimal DecimalAsFloat(string text) { try { return Convert.ToDecimal(text); } catch { } try { return decimal.Parse(text, NumberStyles.Float); } catch { } return default(decimal); } /// 获取布尔对象。 public static bool Boolean(object any) { if (any.IsNull()) return false; if (any is bool _bool) return _bool; if (any is byte _byte) return _byte == 1; if (any is sbyte _sbyte) return _sbyte == 1; if (any is short _short) return _short == 1; if (any is ushort _ushort) return _ushort == 1; if (any is int _int) return _int == 1; if (any is uint _uint) return _uint == 1; if (any is long _long) return _long == 1; if (any is ulong _ulong) return _ulong == 1; if (any is float _float) return _float == 1; if (any is double _double) return _double == 1; if (any is decimal _decimal) return _decimal == 1; if (any is string _string) { var lower = TextUtility.Lower(_string); if (lower == "true" || lower == "yes" || lower == "y" || lower == "1") return true; } return false; } /// 获取单精度浮点对象。 public static float Float(object number) => GetNumber(number, Convert.ToSingle, (v, d) => v / Convert.ToSingle(d)); /// 获取单精度浮点对象。 public static float Single(object number) => GetNumber(number, Convert.ToSingle, (v, d) => v / Convert.ToSingle(d)); /// 获取双精度浮点对象。 public static double Double(object number) => GetNumber(number, Convert.ToDouble, (v, d) => v / d); /// 获取 Decimal 对象。 public static decimal Decimal(object number) => GetNumber(number, DecimalAsFloat, (v, d) => v / Convert.ToDecimal(d)); /// 获取 Byte 对象。 public static byte Byte(object number) => GetNumber(number, Convert.ToByte); /// 获取 SByte 对象。 public static sbyte SByte(object number) => GetNumber(number, Convert.ToSByte); /// 获取 Int16 对象。 public static short Int16(object number) => GetNumber(number, Convert.ToInt16); /// 获取 UInt16 对象。 public static ushort UInt16(object number) => GetNumber(number, Convert.ToUInt16); /// 获取 Int32 对象。 public static int Int32(object number) => GetNumber(number, Convert.ToInt32); /// 获取 UInt32 对象。 public static uint UInt32(object number) => GetNumber(number, Convert.ToUInt32); /// 获取 Int64 对象。 public static long Int64(object number) => GetNumber(number, Convert.ToInt64); /// 获取 UInt64 对象。 public static ulong UInt64(object number) => GetNumber(number, Convert.ToUInt64); #endregion } }