using Apewer.Internals; using System; using System.Collections.Generic; 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 float RandomTimer() { var now = DateTime.Now; return (float)((double)(checked((60 * now.Hour + now.Minute) * 60 + now.Second)) + (double)now.Millisecond / 1000.0); } private static void RandomInit() { float timer = RandomTimer(); 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 RandomFloat(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 RandomInteger(int max, int min = 0) { if (max < min) { var temp = max; max = min; min = temp; } float rate = (max - min + 1) * RandomFloat(); int 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 RestrictValue(T origin, T min, T max) where T : IComparable { try { if (min.CompareTo(max) > 0) return origin; if (origin.CompareTo(min) < 0) return min; if (origin.CompareTo(max) > 0) return max; return origin; } catch { } return origin; } /// 约束值范围,若源值不在范围中,则修改为接近的值。 public static Byte RestrictValue(Byte target, Byte min, Byte max) { return RestrictValue(target, min, max); } /// 约束值范围,若源值不在范围中,则修改为接近的值。 public static Int16 RestrictValue(Int16 target, Int16 min, Int16 max) { return RestrictValue(target, min, max); } /// 约束值范围,若源值不在范围中,则修改为接近的值。 public static Int32 RestrictValue(Int32 target, Int32 min, Int32 max) { return RestrictValue(target, min, max); } /// 约束值范围,若源值不在范围中,则修改为接近的值。 public static Int64 RestrictValue(Int64 target, Int64 min, Int64 max) { return RestrictValue(target, min, max); } /// 约束值范围,若源值不在范围中,则修改为接近的值。 public static Single RestrictValue(Single target, Single min, Single max) { return RestrictValue(target, min, max); } /// 约束值范围,若源值不在范围中,则修改为接近的值。 public static Double RestrictValue(Double target, Double min, Double max) { return RestrictValue(target, min, max); } /// 约束值范围,若源值不在范围中,则修改为接近的值。 public static Decimal RestrictValue(Decimal target, Decimal min, Decimal max) { return RestrictValue(target, min, max); } #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; } } }