決定係数R2計算

Form1.cs

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Text;
using System.Windows.Forms;

namespace CalcR2
{
    public partial class Form1 : Form
    {
        

        public Form1()
        {
            InitializeComponent();
        }
        private void Form1_Load(object sender, EventArgs e)
        {
            radioButton2.Checked = true;            // デフォルト 二次多項式近似
            this.ActiveControl = this.textBox1;     // X (textBox1)にフォーカス          
        }
        private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            // textBox1, texBox2 いずれか空なら終了
            if (textBox1.Text == "" || textBox2.Text == "")
            {
                MessageBox.Show("空のデータが有ります", "Error", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
                return;
            }

            // textBox1, texBox2 行末の改行削除、改行で区切って、文字列配列に変換
            string s;
            s = textBox1.Text.TrimEnd('\r', '\n');  //textBox1 -> X 
            string[] X = s.Split(new string[] {"\r\n"}, StringSplitOptions.None);
            s = textBox2.Text.TrimEnd('\r', '\n');  // textBox2 -> Y
            string[] Y = s.Split(new string[] {"\r\n"}, StringSplitOptions.None);

            // XとYのデータ個数が異なる場合は終了
            if (X.Length != Y.Length)
            {
                MessageBox.Show("XとYのデータ数が違います\n" + "X : " + X.Length.ToString() + "    Y : " + Y.Length.ToString(), 
                    "Error", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Error);
                return;
            }

            // データ数をラベルに表示
            label3.Text = "データ数：" + X.Length.ToString();

            // 変数初期化
            double Sigma = X.Length;        // データ数
            double SigmaX = 0;              // X 総和
            double SigmaX2 = 0;             // X 二乗 総和
            double SigmaX3 = 0;             // X 三乗 総和
            double SigmaX4 = 0;             // X 四乗 総和

            double SigmaY = 0;              // Y 総和
            double SigmaXY = 0;             // X * Y 総和
            double SigmaX2Y = 0;            // X 二乗 * Y 総和

            double a = 0;                   // 係数 a
            double b = 0;                   // 係数 b
            double c = 0;                   // 係数 c

            double numera = 0;              // a 計算用 分子
            double numerb = 0;              // b 計算用 分子
            double numerc = 0;              // c 計算用 分子
            double denom = 0;               // 分母（共通）

            // 総和の計算
            double xval, yval;
            for (int i = 0; i < Sigma; i++)
            {
                xval = Double.Parse(X[i]);
                yval = Double.Parse(Y[i]);

                SigmaX += xval;
                SigmaX2 += Math.Pow(xval, 2);
                SigmaX3 += Math.Pow(xval, 3);
                SigmaX4 += Math.Pow(xval, 4);

                SigmaY += yval;
                SigmaXY += xval * yval;
                SigmaX2Y += Math.Pow(xval, 2) * yval;
            }

            // 係数の計算　直線近似（y = ax + b)
            if (radioButton1.Checked)
            {
                numera = (SigmaX * SigmaY) - (Sigma * SigmaXY);
                numerb = (SigmaX * SigmaXY) - (SigmaY * SigmaX2);

                denom = Math.Pow(SigmaX, 2) - (Sigma * SigmaX2);

                a = numera / denom;
                b = numerb / denom;
                label4.Text = "近似式:  " + a.ToString("F4") + " x + " + b.ToString("F4");
            }
            // 係数の計算　二次多項式近似（y = ax2 + bx + c)
            else if (radioButton2.Checked)
            {
                numera = (Sigma * SigmaX2 * SigmaX2Y) - (SigmaX * SigmaX * SigmaX2Y) + (SigmaX * SigmaX2 * SigmaXY) -
                    (Sigma * SigmaX3 * SigmaXY) + (SigmaX * SigmaX3 * SigmaY) - (SigmaX2 * SigmaX2 * SigmaY);
                numerb = (SigmaX * SigmaX2 * SigmaX2Y) - (Sigma * SigmaX3 * SigmaX2Y) + (Sigma * SigmaX4 * SigmaXY) -
                    (SigmaX2 * SigmaX2 * SigmaXY) + (SigmaX2 * SigmaX3 * SigmaY) - (SigmaX * SigmaX4 * SigmaY);
                numerc = -(SigmaX2 * SigmaX2 * SigmaX2Y) + (SigmaX * SigmaX3 * SigmaX2Y) - (SigmaX * SigmaX4 * SigmaXY) +
                    (SigmaX2 * SigmaX3 * SigmaXY) - (SigmaX3 * SigmaX3 * SigmaY) + (SigmaX2 * SigmaX4 * SigmaY);

                denom = (2 * SigmaX * SigmaX2 * SigmaX3) + (Sigma * SigmaX2 * SigmaX4) - (SigmaX * SigmaX * SigmaX4) -
                    (Sigma * SigmaX3 * SigmaX3) - (SigmaX2 * SigmaX2 * SigmaX2);

                a = numera / denom;
                b = numerb / denom;
                c = numerc / denom;
                label4.Text = "近似式:  " + a.ToString("F4") + "x2 + " + b.ToString("F4") + "x + " + c.ToString("F2");
            }

            // 近似式より予測値を計算
            double[] fx = new double[X.Length];     // 予測値

            for (int i = 0; i < X.Length; i++)
            {
                xval = Double.Parse(X[i]);
                if (radioButton1.Checked) fx[i] = (a * xval) + b;
                else if (radioButton2.Checked) fx[i] = (a * Math.Pow(xval, 2)) + (b * xval) + c;
            }

            // 残差平方和と全平方和の計算
            double ssr = 0;                         // 残差平方和
            double tss = 0;                         // 全平方和
            double aveY = SigmaY / Sigma;           // Y平均値 
   
            for (int i = 0; i < X.Length; i++)
            {
                yval = Double.Parse(Y[i]);
                ssr += Math.Pow((yval - fx[i]), 2);
                tss += Math.Pow((yval - aveY), 2);
            }

            // 決定係数R2の計算
            double r2 = 1 - (ssr / tss);
            label5.Text = "R2 : " + r2.ToString("F5");
        }
    }
}

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