Преобразовать диапазон номеров в другой диапазон, сохраняя соотношение

Question

Я пытаюсь преобразовать один диапазон чисел в другой, сохраняя соотношение. Математика не моя сильная сторона.

У меня есть файл изображения, в котором значения точек могут варьироваться от -16000.00 до 16000.00, хотя типичный диапазон может быть намного меньше. Я хочу сжать эти значения в целочисленный диапазон 0-100, где 0 - это значение самой маленькой точки, а 100 - значение самой большой точки. Все промежуточные точки должны сохранять относительное соотношение, даже если теряется некоторая точность. Я хотел бы сделать это в python, но даже общего алгоритма должно быть достаточно. Я бы предпочел алгоритм, в котором можно регулировать минимальный / максимальный или любой другой диапазон (т. Е. Второй диапазон может быть от -50 до 800 вместо 0 до 100).

Answer 1

Вот версия Javascript, которая возвращает функцию, которая выполняет масштабирование для предварительно определенных диапазонов источника и назначения, сводя к минимуму объем вычислений, который должен выполняться каждый раз.

// This function returns a function bound to the 
// min/max source & target ranges given.
// oMin, oMax = source
// nMin, nMax = dest.
function makeRangeMapper(oMin, oMax, nMin, nMax ){
    //range check
    if (oMin == oMax){
        console.log("Warning: Zero input range");
        return undefined;
    };

    if (nMin == nMax){
        console.log("Warning: Zero output range");
        return undefined
    }

    //check reversed input range
    var reverseInput = false;
    let oldMin = Math.min( oMin, oMax );
    let oldMax = Math.max( oMin, oMax );
    if (oldMin != oMin){
        reverseInput = true;
    }

    //check reversed output range
    var reverseOutput = false;  
    let newMin = Math.min( nMin, nMax )
    let newMax = Math.max( nMin, nMax )
    if (newMin != nMin){
        reverseOutput = true;
    }

    // Hot-rod the most common case.
    if (!reverseInput && !reverseOutput) {
        let dNew = newMax-newMin;
        let dOld = oldMax-oldMin;
        return (x)=>{
            return ((x-oldMin)* dNew / dOld) + newMin;
        }
    }

    return (x)=>{
        let portion;
        if (reverseInput){
            portion = (oldMax-x)*(newMax-newMin)/(oldMax-oldMin);
        } else {
            portion = (x-oldMin)*(newMax-newMin)/(oldMax-oldMin)
        }
        let result;
        if (reverseOutput){
            result = newMax - portion;
        } else {
            result = portion + newMin;
        }

        return result;
    }   
}

Вот пример использования этой функции для масштабирования 0-1 в -0x80000000, 0x7FFFFFFF

let normTo32Fn = makeRangeMapper(0, 1, -0x80000000, 0x7FFFFFFF);
let fs = normTo32Fn(0.5);
let fs2 = normTo32Fn(0);

Answer 2

В этом примере текущая позиция песни преобразуется в диапазон углов от 20 до 40.

    /// <summary>
    /// This test converts Current songtime to an angle in a range. 
    /// </summary>
    [Fact]
    public void ConvertRangeTests()
    {            
       //Convert a songs time to an angle of a range 20 - 40
        var result = ConvertAndGetCurrentValueOfRange(
            TimeSpan.Zero, TimeSpan.FromMinutes(5.4),
            20, 40, 
            2.7
            );

        Assert.True(result == 30);
    }

    /// <summary>
    /// Gets the current value from the mixValue maxValue range.        
    /// </summary>
    /// <param name="startTime">Start of the song</param>
    /// <param name="duration"></param>
    /// <param name="minValue"></param>
    /// <param name="maxValue"></param>
    /// <param name="value">Current time</param>
    /// <returns></returns>
    public double ConvertAndGetCurrentValueOfRange(
                TimeSpan startTime,
                TimeSpan duration,
                double minValue,
                double maxValue,
                double value)
    {
        var timeRange = duration - startTime;
        var newRange = maxValue - minValue;
        var ratio = newRange / timeRange.TotalMinutes;
        var newValue = value * ratio;
        var currentValue= newValue + minValue;
        return currentValue;
    }

Answer 3

Я лично использую вспомогательный класс, который поддерживает дженерики (совместимые с Swift 3)

struct Rescale<Type : BinaryFloatingPoint> {
    typealias RescaleDomain = (lowerBound: Type, upperBound: Type)

    var fromDomain: RescaleDomain
    var toDomain: RescaleDomain

    init(from: RescaleDomain, to: RescaleDomain) {
        self.fromDomain = from
        self.toDomain = to
    }

    func interpolate(_ x: Type ) -> Type {
        return self.toDomain.lowerBound * (1 - x) + self.toDomain.upperBound * x;
    }

    func uninterpolate(_ x: Type) -> Type {
        let b = (self.fromDomain.upperBound - self.fromDomain.lowerBound) != 0 ? self.fromDomain.upperBound - self.fromDomain.lowerBound : 1 / self.fromDomain.upperBound;
        return (x - self.fromDomain.lowerBound) / b
    }

    func rescale(_ x: Type )  -> Type {
        return interpolate( uninterpolate(x) )
    }
}

Answer 4

Сокращенное / упрощенное предложение

 NewRange/OldRange = Handy multiplicand or HM
 Convert OldValue in OldRange to NewValue in NewRange = 
 (OldValue - OldMin x HM) + NewMin

уэйн