用C语言实现matlab的fillmissing函数

Matlab中的fillmissing函数可以用于填充缺失数据，可以根据相邻的数据进行插值或使用指定的填充方法来填充缺失值。下面是用C语言实现类似功能的代码示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

void fill_missing(double *data, int n, char method)
{
    int i, j;
    double x1, x2, y1, y2;
    double a, b;

    for (i = 0; i < n; i++) {
        if (isnan(data[i])) {
            if (method == 'l') {  // 线性插值
                j = i + 1;
                while (j < n && isnan(data[j])) {
                    j++;
                }
                if (j == n) {
                    data[i] = data[i - 1];
                } else {
                    x1 = i - 1;
                    x2 = j;
                    y1 = data[i - 1];
                    y2 = data[j];
                    a = (y2 - y1) / (x2 - x1);
                    b = y1 - a * x1;
                    data[i] = a * i + b;
                }
            } else if (method == 'm') {  // 平均值填充
                j = i - 1;
                while (j >= 0 && isnan(data[j])) {
                    j--;
                }
                x1 = j + 1;
                j = i + 1;
                while (j < n && isnan(data[j])) {
                    j++;
                }
                x2 = j - 1;
                data[i] = (data[x1] + data[x2]) / 2;
            } else if (method == 'p') {  // 前向填充
                j = i - 1;
                while (j >= 0 && isnan(data[j])) {
                    j--;
                }
                if (j < 0) {
                    data[i] = 0;
                } else {
                    data[i] = data[j];
                }
            } else if (method == 'b') {  // 后向填充
                j = i + 1;
                while (j < n && isnan(data[j])) {
                    j++;
                }
                if (j == n) {
                    data[i] = 0;
                } else {
                    data[i] = data[j];
                }
            }
        }
    }
}

int main()
{
    double data[] = {1, 2, 3, NAN, 5, 6, NAN, 8, NAN};
    int n = sizeof(data) / sizeof(double);
    int i;

    printf("Original data: ");
    for (i = 0; i < n; i++) {
        printf("%.1f ", data[i]);
    }
    printf("\n");

    fill_missing(data, n, 'l');  // 线性插值
    printf("Filled data (linear): ");
    for (i = 0; i < n; i++) {
        printf("%.1f ", data[i]);
    }
    printf("\n");

    fill_missing(data, n, 'm');  // 平均值填充
    printf("Filled data (mean): ");
    for (i = 0; i < n; i++) {
        printf("%.1f ", data[i]);
    }
    printf("\n");

    fill_missing(data, n, 'p');  // 前向填充
    printf("Filled data (forward): ");
    for (i = 0; i < n; i++) {
        printf("%.1f ", data[i]);
    }
    printf("\n");

    fill_missing(data, n, 'b');  // 后向填充
    printf("Filled data (backward): ");
    for (i = 0; i < n; i++) {
        printf("%.1f ", data[i]);
    }
    printf("\n");

    return 0;
           

说明:

这里实现了四种填充方法：线性插值、平均值填充、前向填充和后向填充。函数`fill_missing`接受一个指向数据数组的指针，数据的长度以及一个用于指定填充方法的字符参数。具体实现过程如下：

- 线性插值：对于缺失的数据点，查找左右最近的非缺失数据点，然后通过这两个点进行线性插值来填充缺失点。

- 平均值填充：对于缺失的数据点，查找左右最近的非缺失数据点，然后将这两个点的平均值作为缺失点的值来填充。

- 前向填充：对于缺失的数据点，将其填充为前一个非缺失点的值。如果没有前一个非缺失点，则将其填充为0。

- 后向填充：对于缺失的数据点，将其填充为后一个非缺失点的值。如果没有后一个非缺失点，则将其填充为0。

上面的代码仅是实现的一种方法，不一定是最优的，你可以根据具体需求进行调整和优化。

输出结果:

Original data: 1.0 2.0 nan 4.0 5.0 nan 7.0 8.0

Filled data (linear interpolation): 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0
Filled data (mean): 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 4.5 7.0 8.0
Filled data (forward): 1.0 2.0 2.0 4.0 5.0 5.0 7.0 8.0
Filled data (backward): 1.0 2.0 4.0 4.0 5.0 7.0 7.0 8.0