C#——Dictionary<TKey, TValue> 計算向量的餘弦值

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說明：三角函數的餘弦值Cos我想，每個學電腦的理工人都知道，但是真的明白它的用途，我也是剛明白。每個人在初中或者高中的時候，都有這麼個疑惑，學三角函數幹什麼用的？很直白的答案就是考試用的。而且當時的老師只管教，只管怎麼解題，至於將學習的知識運用到生活中，沒有這門課堂。最終的結果卻是，我們只知道學，不知道用。說來也慚愧啊，我也是看了吳軍博士的《數學之美》，才領悟到的。這本書真的給我很多的啟發。

Cos的用途：

1. 考試用。
2. 通過計算２個向量，可以知道他們的相似性。餘弦值越小，則２個向量越垂直，餘弦值越接近１，則這個向量就越平行（相似）。這樣，我們就可以將向量抽象為事物的特徵集合了。計算向量的餘弦值，就可以判斷事物的相似性。至於詳細的運用領域，還是讀讀這本書吧。

代碼中的Cosine.cs是我很早從網上搜到的，地址也忘了。

計算代碼如下：

Cosine.cs類

 

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;namespace ConsoleApplication1{    class Cosine    {        /// <summary>        /// 計算向量餘弦值        /// </summary>        /// <param name="vector1"></param>        /// <param name="vector2"></param>        public static double Calculate(Dictionary<int, double> vector1, Dictionary<int, double> vector2)        {            double dotProduct = CalcDotProduct(vector1, vector2);            double length1 = CalcLength(vector1);            double length2 = CalcLength(vector2);            double cosine = dotProduct / (length1 * length2);            return cosine;        }        /// <summary>        /// 計算向量長度(vector length)        /// </summary>        /// <param name="vector"></param>        /// <returns></returns>        private static double CalcLength(Dictionary<int, double> vector)        {            double length = 0;            foreach (KeyValuePair<int, double> kvp in vector)            {                length += Math.Pow(kvp.Value, 2);            }            return Math.Sqrt(length);        }        /// <summary>        /// 計算向量點積(dot product)/內積(inner product)        /// </summary>        /// <param name="vector1"></param>        /// <param name="vector2"></param>        /// <returns></returns>        private static double CalcDotProduct(Dictionary<int, double> vector1, Dictionary<int, double> vector2)        {            double dotProduct = 0;            foreach (KeyValuePair<int, double> kvp in vector1)            {                if (vector2.ContainsKey(kvp.Key))                {                    dotProduct += kvp.Value * vector2[kvp.Key];                }            }            return dotProduct;        }    }}

 

Program類，是我的，嘿嘿。

using System;using System.Collections.Generic;using System.Linq;using System.Text;namespace ConsoleApplication1{    class Program    {        //自訂輸入函數        static void FunInput(Dictionary<int, double> Vector, int num)        {            for (int i = 0; i < num; i++)            {                Vector.Add(i, double.Parse(Console.ReadLine()));            }        }        //自訂輸出函數        static void FunOutput(Dictionary<int, double> Vector)        {            //使用KeyValuePair輸出            foreach (KeyValuePair<int, double> number in Vector)            {                Console.WriteLine("{0}---{1}", number.Key, number.Value);            }        }        static void Main(string[] args)        {            Dictionary<int, double> Vector1 = new Dictionary<int,double>();            Dictionary<int, double> Vector2 = new Dictionary<int,double>();            Console.WriteLine("這2個向量的維度數必須相同，請輸入維度數值：");            int num = int.Parse(Console.ReadLine());//字串轉化為整形            Console.WriteLine("請輸入Vector1向量的{0}個數值(每行一個)：",num);            FunInput(Vector1, num);            //FunOutput(Vector1);            Console.WriteLine("請輸入Vector2向量的{0}個數值(每行一個)：", num);            FunInput(Vector2, num);            //FunOutput(Vector2);            Console.WriteLine("Vector1和Vector2的餘弦值是：{0}",Cosine.Calculate(Vector1,Vector2));                    }    }}

 

C#——Dictionary<TKey, TValue> 計算向量的餘弦值