VB专业课程设计方案报告.docx

Visual Basic程序设计课程设计汇报设计题目 直线拟合 题目难度 四星级 姓 名 蒋龙鑫 学 号 9141010F0309 指导老师 申 屠 德 忠 提交日期 4月15号 目 录一、题目描述和功效要求1二、程序设计1（一）计算模型或算法实施1（二）模块设计（窗体界面和代码）2窗体1设计.3窗体2设计7窗体3设计12三、算例演示14四、参考文件15五、课程设计总结15一、题目描述和功效要求 1题目描述 本题目关键是用于将试验中得到含有线性特征一组数据经过最小二乘法拟合成直线，求出其直线方程和绘制出该直线图形。也就是寻求一条直线使这些离散点尽可能平均在该直线两边，它对于寻求数据规律有很大帮助，是一个比较实用程序。2功效要求:（1）运行程序中，首先显示以下图窗体1“直线拟合”窗口，从中选择要拟合数据组数。单击“确定”按钮进入“数据输入”窗口。（2）“数据输入”窗口中有10对文本框，用于输入最多10组试验数据。依据在“直线拟合”窗口选择不一样，这10对文本框只有指定数目标文本框可用。输入指定数据，然后单击“确定”按钮。假如数据未完全输入，则显示错误提醒消息框。（3）假如数据输入正确，在“数据输入”窗口中单击“确定”按钮以后，程序进入“直线参数和图形”窗口，在此窗口中，程序依据输入数据自动计算拟合直线方程参数，并将系数和方程显示在窗口顶部。在窗口绘图区绘制直线图形。二、程序设计（一）计算模型或算法实施假设试验中得到n个点，P1(X1,Y1),P2(X2,Y2),Pn(Xn,Yn),用i表示第i个点.因为多种误差存在，这些数据点不可能完全在一条直线上。假如我们能找到一条直线，使这n个点到该直线距离之平方和最小，则该直线就是用最小二乘法拟合出来直线。设拟合直线方程为F(X)=Y=bX+a,因为拟合出来直线斜率是固定，我们能够用每一个数据点和直线在Y方向上“残差”来定义，即残差Yi=F(Xi)-Yi，可得： （Yi）2=（F（Xi）-Yi）2=(bXi+a-Yi)2依据最小二乘法原理，(bXi+a-Yi)2取极小值时，即为残差最小，这时确定直线即为拟合直线。上式是一个二元函数求极值问题，可分别对自变量a和b求偏导数，可易得： na+bXi =Yi aXi+b(Xi)2=(XiYi) 从而得到公式：由上公式可知，我们可用n个点坐标确定直线方程系数a和b，得到方程并将方程拟合出来.本题目标程序设计由三个窗体组成。在Form1中，有1个框架控件、1个标签控件、2个命令按钮和1个由6个单选按钮组成控件数组。单选按钮控件数组用来选择要输入数据组数，当选择好后，单击“确定”按钮，就能够进入下一个窗体。单击“取消”按钮则退出程序Form1代码见附件。在Form2中有2个命令按钮、20个文本框（每10个组成一个控件数组）、12个标签控件和很多直线组成。在文本框中输入试验数据后，点击“确定”按钮，若数据没有全部输入，则出现消息框，提醒没有完全输入。若已经完全输入，则显示Form3,隐藏Form2。和此同时，对试验数据计算，得出拟合直线截距和斜率，并在Form3标签控件1中表现；依据所得斜率和截距得到拟合直线方程，并在Form3标签2中表现；还能够在Form3中绘出拟合直线和每个试验点（用绿色），依据试验数据调整坐标系统，画出拟合直线。Form2代码见附件。（二）模块设计（窗体界面和代码）本题目标程序设计由3个模块组成，其中窗体模块3个。序号模块名称模块类型模块功效1 Form1窗体模块选择要输入数据组数，当选择好后，单击“确定”按钮，就能够进入下一个窗体；单击“取消”按钮则退出程序2 Form2窗体模块输入试验数据后，对试验数据计算，得出拟合直线截距和斜率，依据所得斜率和截距得到拟合直线方程。3Form3窗体模块依据试验数据调整坐标系统，画出拟合直线。窗体1设计 表1 窗体1中控件列表序号控件名称控件类型LeftTopWidthHeightCaption1Label1标签控件14401202055375直线拟合程序2Frame1框架控件48060038551455请选择数据组数3Option1单选框控件3603609752555组4Option2单选框控件3607209752556组5Option3单选框控件36010809752557组6Option4单选框控件25203609752558组7Option5单选框控件25207209752559组8Option6单选框控件2520108097525510组9Command1命令按钮控件72022801575495确定10Command2命令按钮控件252022801575495退出表2 窗体1中事件过程列表序号事件过程功效1Option1-click()选择数据组数为5组2Option2-click()选择数据组数为6组3Option3-click()选择数据组数为7组4Option4-click()选择数据组数为8组5Option5-click()选择数据组数为9组6Option6-click()选择数据组数为10组7Command1-click()进入第二个窗体坐标轴输入8Command2-click()退出拟合值线数据输入表3 窗体1中通用过程和函数列表序号过程和函数输入参数输出参数功效1MsgBox()以文本向用户显示运行过程中信息，让用户单击按钮作选择2Chr()10换行符使消息内容在中间某处换行3Chr()13回车符窗体1代码Form1Private Sub Command1_Click() 显示第二个窗体Form1.HideForm2.ShowForm3.Hidezxnh = MsgBox(你必需完全输入所选项目! & Chr(10) & Chr(13) & _ 不然程序将会犯错!, 48, 直线拟合)End SubPrivate Sub Command2_Click() 结束程序EndEnd Sub使第二个窗体文本框根据第一个窗体给出数据组数显示Private Sub Option1_Click()Form2.Label6.Enabled = FalseForm2.Label7.Enabled = FalseForm2.Label8.Enabled = FalseForm2.Label9.Enabled = FalseForm2.Label10.Enabled = FalseFor n = 6 To 10 Form2.Text1(n).Enabled = False Form2.Text1(n).BackColor = &H8000000F Form2.Text2(n).Enabled = False Form2.Text2(n).BackColor = &H8000000FNextEnd SubPrivate Sub Option2_Click()Form2.Label6.Enabled = TrueForm2.Label7.Enabled = FalseForm2.Label8.Enabled = FalseForm2.Label9.Enabled = FalseForm2.Label10.Enabled = FalseForm2.Text1(6).Enabled = TrueForm2.Text1(6).BackColor = &HFFFFFFForm2.Text2(6).Enabled = TrueForm2.Text2(6).BackColor = &HFFFFFFFor n = 7 To 10 Form2.Text1(n).Enabled = False Form2.Text1(n).BackColor = &H8000000F Form2.Text2(n).Enabled = False Form2.Text2(n).BackColor = &H8000000FNextEnd SubPrivate Sub Option3_Click()Form2.Label6.Enabled = TrueForm2.Label7.Enabled = TrueForm2.Label8.Enabled = FalseForm2.Label9.Enabled = FalseForm2.Label10.Enabled = FalseFor n = 6 To 7 Form2.Text1(n).Enabled = True Form2.Text1(n).BackColor = &HFFFFFF Form2.Text2(n).Enabled = True Form2.Text2(n).BackColor = &HFFFFFFNext For n = 8 To 10 Form2.Text1(n).Enabled = False Form2.Text1(n).BackColor = &H8000000F Form2.Text2(n).Enabled = False Form2.Text2(n).BackColor = &H8000000FNextEnd SubPrivate Sub Option4_Click()Form2.Label6.Enabled = TrueForm2.Label7.Enabled = TrueForm2.Label8.Enabled = TrueForm2.Label9.Enabled = FalseForm2.Label10.Enabled = FalseFor n = 6 To 8 Form2.Text1(n).Enabled = True Form2.Text1(n).BackColor = &HFFFFFF Form2.Text2(n).Enabled = True Form2.Text2(n).BackColor = &HFFFFFFNextFor n = 9 To 10 Form2.Text1(n).Enabled = False Form2.Text1(n).BackColor = &H8000000F Form2.Text2(n).Enabled = False Form2.Text2(n).BackColor = &H8000000FNextEnd SubPrivate Sub Option5_Click()Form2.Label6.Enabled = TrueForm2.Label7.Enabled = TrueForm2.Label8.Enabled = TrueForm2.Label9.Enabled = TrueForm2.Label10.Enabled = FalseForm2.Text1(10).Enabled = FalseForm2.Text1(10).BackColor = &H8000000FForm2.Text2(10).Enabled = FalseForm2.Text2(10).BackColor = &H8000000FFor n = 6 To 9 Form2.Text1(n).Enabled = True Form2.Text1(n).BackColor = &HFFFFFF Form2.Text2(n).Enabled = True Form2.Text2(n).BackColor = &HFFFFFFNextEnd SubPrivate Sub Option6_Click()Form2.Label6.Enabled = TrueForm2.Label7.Enabled = TrueForm2.Label8.Enabled = TrueForm2.Label9.Enabled = TrueForm2.Label10.Enabled = TrueFor n = 6 To 10 Form2.Text1(n).Enabled = True Form2.Text1(n).BackColor = &HFFFFFF Form2.Text2(n).Enabled = True Form2.Text2(n).BackColor = &HFFFFFFNextEnd Sub窗体2设计表4 窗体2中控件列标序号控件名称控件类型LeftTopWidthHeightCaption1Label1标签控件480880495255第1点2Label2标签控件4801240495255第2点3Label3标签控件4801600495255第3点4Label4标签控件4801960495255第4点5Label5标签控件4802320495255第5点6Label6标签控件4802680495255第6点7Label7标签控件4803040495255第7点8Label8标签控件4803400495255第8点9Label9标签控件4803760495255第9点10Label10标签控件4804120575255第10点11Label11标签控件1320360975255X坐标值：12Label12标签控件2520360975255Y坐标值：13Text1(1)文本框控件144084073527014Text1(2)文本框控件1440120073527015Text1(3)文本框控件1440156073527016Text1(4)文本框控件1440192073527017Text1(5)文本框控件1440228073527018Text1(6)文本框控件1440264073527019Text1(7)文本框控件1440300073527020Text1(8)文本框控件1440336073527021Text1(9)文本框控件1440372073527022Text1(10)文本框控件1440408073527023Text2(1)文本框控件264084073527024Text2(2)文本框控件2640120073527025Text2(3)文本框控件2640156073527026Text2(4)文本框控件2640192073527027Text2(5)文本框控件2640228073527028Text2(6)文本框控件2640264073527029Text2(7)文本框控件2640300073527030Text2(8)文本框控件2640336073527031Text2(9)文本框控件2640372073527032Text2(10)文本框控件2640408073527033Command1命令按钮控件48046801335495确定34Command2命令按钮控件204046801335495返回X1Y1X2Y2BorderStyleBorderWidth35Line1直线控件24024036002401-solid136Line2直线控件24024024044401-solid137Line3直线控件3600240360044401-solid138Line4直线控件1200240120044401-solid139Line5直线控件2400240240044401-solid140Line6直线控件24072036007201-solid141Line7直线控件2404440360044401-solid142Line8直线控件24024012007201-solid1表5 窗体2中事件过程列表序号事件过程功效1Command1-click()进入绘图窗体，拟合成直线2Command2-click()退出拟合直线数据输入 表6 窗体2中通用过程和函数列表序号过程和函数输入参数输出参数功效1Spc()33个空格组成字符串返回number个空格组成字符串 窗体模块代码2 Form2:Option Base 1Dim m As IntegerDim X(10) As SingleDim Y(10) As SinglePrivate Sub Command1_Click() 进入第三个绘图窗体Form1.HideForm2.HideForm3.ShowDim A As Single 截距Dim B As Single 斜率Dim c As SingleDim d As SingleDim e As SingleDim f As SingleDim W As SingleDim R As SingleDim T As Single讨论点个数If Form2.Text1(5).Enabled = True Then m = 5If Form2.Text1(6).Enabled = True Then m = 6If Form2.Text1(7).Enabled = True Then m = 7If Form2.Text1(8).Enabled = True Then m = 8If Form2.Text1(9).Enabled = True Then m = 9If Form2.Text1(10).Enabled = True Then m = 10对点x.y坐标进行赋值If m = 5 Then For n = 1 To 5 X(n) = Text1(n).Text Y(n) = Text2(n).Text NextEnd IfIf m = 6 Then For n = 1 To 6 X(n) = Text1(n).Text Y(n) = Text2(n).Text NextEnd IfIf m = 7 Then For n = 1 To 7 X(n) = Text1(n).Text Y(n) = Text2(n).Text NextEnd IfIf m = 8 Then For n = 1 To 8 X(n) = Text1(n).Text Y(n) = Text2(n).Text NextEnd IfIf m = 9 Then For n = 1 To 9 X(n) = Text1(n).Text Y(n) = Text2(n).Text NextEnd IfIf m = 10 Then For n = 1 To 10 X(n) = Text1(n).Text Y(n) = Text2(n).Text NextEnd If For n = 1 To m c = X(n) + c d = X(n) * X(n) + d e = X(n) * Y(n) + e f = Y(n) + fNextA = f/m-(m*e-c*f)*c/m/(m*d-c*c) 计算直线截距B = (c * f - m * e) / (c * c - m * d) 计算直线斜率打印数据方程位置Form3.CurrentX = 200Form3.CurrentY = 350Form3.Print 直线斜率(B)= & BForm3.CurrentX = 200Form3.CurrentY = 580Form3.Print 直线截距(A)= & AForm3.CurrentX = 200Form3.CurrentY = 810Form3.Print 直线方程为:; Spc(3); Y= & B & X+ & A在坐标图上打印出点来For n = 1 To m Form3.PSet (360 + 37 * X(n), 5400 - 37 * Y(n), RGB(0, 0, 0)NextW = 5400 - 3700 * B - 37 * AR = 360 + (3700 - 37 * A) / BT = 360 - 37 * A / B将超出坐标轴线去掉If A = 0 Then Form3.Line (360, 5400 - 37 * A)-(4060, W) If W 5400 And B 0 Then Form3.Line (T, 5400)-(4060, W), &H8000000FElse Form3.Line (360 + (5400 - 37 * A) / B, 5400)-(4060, W) If W 5400 And B 0 Then Form3.Line (T, 5400)-(4060, W), &H8000000FEnd IfEnd Sub返回第一个窗体Private Sub Command2_Click()Form1.ShowForm2.HideForm3.HideFor n = 1 To m Text1(n).Text = Text2(n).Text = NextEnd Sub窗体3设计 表7 窗体3中控件列表序号控件名称控件类型LeftTopWidthHeightCaption1Label1标签控件4801201455255直线参数（Y=BX+A2Label2标签控件168013201095255直线（Y-X)图3Label3标签控件33605160975135坐标百分比：10:14Label4标签控件17019201801351005Label5标签控件2203480135135506Label6标签控件240540013513507Label7标签控件21605445135135508Label8标签控件396054451801351009Command1命令按钮控件60057601455495关闭10Command2命令按钮控件240057601455495返回X1Y1X2Y2BorderWidthBorderStyle11Line1直线控件48019512019511 - Solid12Line2直线控件1920195456019511 - Solid13Line3直线控件120195120108011 - Solid 14Line4直线控件45601954560108011 - Solid15Line5直线控件12010804560108011 - Solid 16Line6直线控件12012004560120011 - Solid 17Line7直线控件1201200120564011 - Solid 18Line8直线控件3601320360540011 - Solid 19Line9直线控件3601320240156011 - Solid 20Line10直线控件3601320480156011 - Solid 21Line11直线控件36054004440540011 - Solid 22Line12直线控件456012004560564011 - Solid 23Line13直线控件120056404560564011 - Solid 24Line14直线控件444054004200528011 - Solid25Line15直线控件444054004200552011 - Solid 226Line16直线控件3601700420170011 - Solid 27Line17直线控件3602070420207011 - Solid 28Line18直线控件3602440420244011 - Solid 29Line19直线控件3602810420281011 - Solid 30Line20直线控件3603180420318011 - Solid 31Line21直线控件3603550420355011 - Solid32Line22直线控件3603920420392011 - Solid33Line23直线控件3604290420429011 - Solid34Line24直线控件3604660420466011 - Solid35Line25直线控件3605030420503011 - Solid36Line26直线控件7305340730540011 - Solid 37Line27直线控件110053401100540011 - Solid38Line28直线控件147053401470540011 - Solid 39Line29直线控件184053401840540011 - Solid40Line30直线控件221053402210540011 - Solid 41Line31直线控件258053402580540011 - Solid 42Line32直线控件295053402950540011 - Solid 43Line33直线控件332053403320540011 - Solid 44Line34直线控件369053403690540011 - Solid45Line35直线控件406053404060540011 - Solid 表8 窗体3中事件过程列表序号事件过程功效1Command1-click()关闭程序，退出拟合直线2Command2-click()退出拟合直线绘制过程，重新输入数据窗体模块代码3 Form3:Private Sub Command1_Click() 结束程序EndEnd SubPrivate Sub Command2_Click() 重新开始且将FORM2数据清空Form1.ShowForm2.HideForm3.HideFor n = 1 To 10 Form2.Text1(n).Text = Form2.Text2(n).Text = NextEnd Sub三、算例演示输入输出数据当选择5组数据时，：（54，76）、（65，83）、（87，89）、（82，61）、（34，22）；：（34，56）、（24，89）、（29，59）、（78，61）、（94，57）；：（58，26）、（44，77）、（55，89）、（67，65）、（76，98）。运行结果：截距A=7.9171725，斜率B=0.9041657，直线方程为Y=0.9041657X+7.9171725，坐标百分比：1：截距A=74.72493，斜率B=-0.199323，直线方程为Y=74.7293X0.199323，坐标百分比：1：截距A=41.1017，斜率B=-0.4983051，直线方程为Y=41.1017X+0.4983051，坐标百分比：1当选择6组数据时，：（54，76）、（65，83）、（87，89）、（82，61）、（34，22）、（44，88）；：（34，56）、（24，89）、（29，59）、（78，61）、（94，57）、（44，88）；：（58，26）、（44，77）、（55，89）、（67，65）、（76，98）、（44，88）。运行结果：截距A=33.64924，斜率B=0.5931818，直线方程为Y=0.5931818X+33.64924，坐标百分比：1：截距A=80.64387，斜率B=-0.2735675，直线方程为Y=-0.2735675X8+0.64387，坐标百分比：1：截距A=69.0728，斜率B=8.381743E-02，直线方程为Y=8.381743E-02X+69.0728，坐标百分比：1四、参考文件1.王栋.Visual Basic程序设计实用教程（第2版）.北京：清华大学出版社，1月2.王栋.Visual Basic程序设计实用教程（第4版）.北京：清华大学出版社，12月五、课程设计总结 以前总认为编个程序其实应该蛮简单，可是，到了真正自己动手时候才发觉有多困难，才认为自己掌握是多么少。上个学期学很多东西全部不太记得了，只有重新端起书本，重新寻求遗忘知识点，从头开始。三个窗体模块，显得有点复杂，首次看到时，长长代码，真有吓到我，不过，认真琢磨后才发觉，大部分全部是反复代码，只是有部分地方比较难懂。关键是最终面要经过最小二乘法算出拟合直线斜率和截距，最终表现在坐标轴上。刚开始看源代码时候，没有弄懂那个式子含义，高中也有学过最小二乘法，不过仿佛求斜率和截距方法不一样，然后在室友一起推敲和翻阅资料后，还是决定改掉代码，用高中学过知识重新做了一遍，经过几次验证尝试，最终确定了最终代码是正确。 还有一点漏洞，不一样点拟合出来直线斜率和截距不一样，有比较大，有比较小，理想中坐标轴是能够控制大小，改变坐标轴上单位