git.gag.com Git - fw/altos/blob - altoslib/AltosTimeSeries.java

   1 /*
   2  * Copyright © 2017 Keith Packard <keithp@keithp.com>
   3  *
   4  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6  * the Free Software Foundation, either version 2 of the License, or
   7  * (at your option) any later version.
   8  *
   9  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  10  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * General Public License for more details.
  13  */
  14
  15 package org.altusmetrum.altoslib_11;
  16
  17 import java.util.*;
  18
  19 public class AltosTimeSeries implements Iterable<AltosTimeValue> {
  20         public String           label;
  21         public AltosUnits       units;
  22         List<AltosTimeValue>    values;
  23
  24         public void add(AltosTimeValue tv) {
  25                 values.add(tv);
  26         }
  27
  28         public void add(double time, double value) {
  29                 add(new AltosTimeValue(time, value));
  30         }
  31
  32         public AltosTimeValue get(int i) {
  33                 return values.get(i);
  34         }
  35
  36         public int size() {
  37                 return values.size();
  38         }
  39
  40         public Iterator<AltosTimeValue> iterator() {
  41                 return values.iterator();
  42         }
  43
  44         public double max() {
  45                 double max = AltosLib.MISSING;
  46                 for (AltosTimeValue tv : values) {
  47                         if (max == AltosLib.MISSING || tv.value > max)
  48                                 max = tv.value;
  49                 }
  50                 return max;
  51         }
  52
  53         public double min() {
  54                 double min = AltosLib.MISSING;
  55                 for (AltosTimeValue tv : values) {
  56                         if (min == AltosLib.MISSING || tv.value < min)
  57                                 min = tv.value;
  58                 }
  59                 return min;
  60         }
  61
  62         public AltosTimeSeries integrate(AltosTimeSeries integral) {
  63                 double  value = 0.0;
  64                 double  pvalue = 0.0;
  65                 double  time = 0.0;
  66                 boolean start = true;
  67
  68                 for (AltosTimeValue v : values) {
  69                         if (start) {
  70                                 value = 0.0;
  71                                 start = false;
  72                         } else {
  73                                 value += (pvalue + v.value) / 2.0 * (v.time - time);
  74                         }
  75                         pvalue = v.value;
  76                         time = v.time;
  77 //                      System.out.printf("%g %g %g\n", time, v.value, value);
  78                         integral.add(time, value);
  79
  80                 }
  81                 return integral;
  82         }
  83
  84         public AltosTimeSeries differentiate(AltosTimeSeries diff) {
  85                 double value = 0.0;
  86                 double time = 0.0;
  87                 boolean start = true;
  88
  89                 for (AltosTimeValue v: values) {
  90                         if (start) {
  91                                 value = v.value;
  92                                 time = v.time;
  93                                 start = false;
  94                         } else {
  95                                 double  dx = v.time - time;
  96                                 double  dy = v.value - value;
  97
  98                                 if (dx != 0)
  99                                         diff.add(time, dy/dx);
 100
 101                                 time = v.time;
 102                                 value = v.value;
 103                         }
 104                 }
 105                 return diff;
 106         }
 107
 108         private int find_left(int i, double dt) {
 109                 int j;
 110                 double t = values.get(i).time - dt;
 111                 for (j = i; j >= 0; j--)        {
 112                         if (values.get(j).time < t)
 113                                 break;
 114                 }
 115                 return j + 1;
 116
 117         }
 118
 119         private int find_right(int i, double dt) {
 120                 int j;
 121                 double t = values.get(i).time + dt;
 122                 for (j = i; j < values.size(); j++) {
 123                         if (values.get(j).time > t)
 124                                 break;
 125                 }
 126                 return j - 1;
 127
 128         }
 129
 130         private double filter_coeff(double dist, double width) {
 131                 double ratio = dist / (width / 2);
 132
 133                 return Math.cos(ratio * Math.PI / 2);
 134         }
 135
 136         public AltosTimeSeries filter(AltosTimeSeries f, double width) {
 137                 double  half_width = width/2;
 138                 for (int i = 0; i < values.size(); i++) {
 139                         double  center_time = values.get(i).time;
 140                         double  left_time = center_time - half_width;
 141                         double  right_time = center_time + half_width;
 142                         double  total_coeff = 0.0;
 143                         double  total_value = 0.0;
 144
 145                         int     left = find_left(i, half_width);
 146                         int     right = find_right(i, half_width);
 147                         for (int j = left; j <= right; j++) {
 148                                 double  j_time = values.get(j).time;
 149
 150                                 if (left_time <= j_time && j_time <= right_time) {
 151                                         double  coeff = filter_coeff(j_time - center_time, width);
 152                                         total_coeff += coeff;
 153                                         total_value += coeff * values.get(j).value;
 154                                 }
 155                         }
 156                         if (total_coeff != 0.0)
 157                                 f.add(center_time, total_value / total_coeff);
 158                 }
 159                 return f;
 160         }
 161
 162         public AltosTimeSeries(String label, AltosUnits units) {
 163                 this.label = label;
 164                 this.units = units;
 165                 this.values = new ArrayList<AltosTimeValue>();
 166         }
 167 }