AlxisDataBlog-プログラミング

gnuplot って、何て読むと思いますか。ニュープロットらしいです。

小ネタはさておき、関数をグラフ化したり、データをグラフにおこしたりするツール「gnuplot」の意外な使い方を２パターン紹介していきます。

まずは、C のプログラムから gnuplot にテキストデータを渡してグラフを描画するやり方を紹介します。プリアンブルに gnuplot のパスを定義しておきましょう。gnuplot の bin フォルダにパスが通っていると楽です。



#define GNUPLOT_PATH "gnuplot.exe"

昔は pgnuplot.exe でしたが、いつの間にか gnuplot.exe が推奨されるようになりました。gnuplot へのパイプを開きます。



FILE *gp;
gp=_popen(GNUPLOT_PATH,"w");

あとは、gnuplot を使う感覚でスクリプトを投げるだけです。例えば



fprintf(gp,"plot sin(x)\n");

と書けば、sin(x) のグラフがポップアップします。データファイルの描画には "" でファイルを指定するのではなく '' ですのでご注意ください。文末の \n も忘れずに。ソースコードとグラフの表示を同期させたいときは



fflush(gp);

としておけば良いでしょう。gnuplot の処理が終了したら、ポインタを開放しましょう。



_pclose(gp);

こんな感じで C のプログラムから綺麗なグラフを書くことができます。続いて、データへの関数フィッティングを紹介します。まずは関数の族を定義します。



f(x)=a*exp(b*x)+c

続いてパラメタの初期値を定義します。



a=-1.5
b=-10.3
c=193.7

データファイルに関数 f(x) をフィッティングさせて係数 a,b,c を求めるには、以下のようにします。



fit f(x) "ここにデータファイルを入れる" u 1:2 via a,b,c

フィッティングの評価方法は最小二乗法のようです。有限時間で完了させるために、初期値の設定が非常に重要になります。

gnuplot の便利技を 2 つ紹介していきました。これらを個々に使っても良いのですが、組み合わせて使うと強力です。例えば C のプログラムで採取しているデータを gnuplot で関数フィッティングさせて、その係数を C のプログラムへ返すなど。是非、数値解析に使ってみてください。(written by J.Nishigata)