Olhando para a fórmula, acho que a solução seria isso:
public static double smooth(double a, double... d) {
double soma = 0.0;
double potencia = 1.0;
for (int i = d.length - 1; i >= 0; i--) {
soma += a * potencia * d[i];
potencia *= 1.0 - a;
}
return soma;
}
Realizei um teste:
System.out.println(smooth(0.05, 10, 40, 50, 20, 35));
Eis o resultado:
7.078253125000002
Já para achar o termo a
(supondo que esteja entre 0.0 e 1.0), procuramos por meio de iterações, o máximo global da função, sabendo-se que não há máximos locais:
public static double bestSmooth(double... d) {
double v1 = 0.0;
double v5 = 1.0;
while (true) {
double v3 = (v1 + v5) / 2;
if (v3 == v1 || v3 == v5) return v3;
double s1 = smooth(v1, d);
double s3 = smooth(v3, d);
double s5 = smooth(v5, d);
if (s5 >= s3 && s5 >= s1) {
v1 = v3;
} else if (s1 >= s3 && s1 >= s5) {
v5 = v3;
} else {
double v2 = (v1 + v3) / 2;
double v4 = (v3 + v5) / 2;
double s2 = smooth(v2, d);
double s4 = smooth(v4, d);
if (s4 >= s3 && s4 >= s5) {
v1 = v3;
v3 = v4;
} else if (s2 >= s3 && s2 >= s1) {
v5 = v3;
v3 = v2;
} else if (s3 >= s2 && s3 >= s4) {
v1 = v2;
v5 = v4;
}
}
}
}
Já para achar o termo a
com base na soma
e no d
, não há forma de se inverter a fórmula do smooth
diretamente, então precisamos procurar o valor correspondente de forma iterativa:
private static boolean ordered(double a, double b, double c) {
return (a <= b && b <= c) || (c <= b && b <= a);
}
public static double smoothRatio(double total, double... d) {
double minA = 0.0;
double maxA = bestSmooth(d);
double smoothMin = smooth(minA, d);
double smoothMax = smooth(maxA, d);
if (!ordered(smoothMin, total, smoothMax)) throw new IllegalArgumentException();
while (true) {
if (total == smoothMin) return minA;
if (total == smoothMax) return maxA;
double mid = minA + (maxA - minA) / 2;
if (mid == minA) return minA;
if (mid == maxA) return maxA;
double smoothMid = smooth(mid, d);
if (ordered(smoothMid, total, smoothMax)) {
minA = mid;
smoothMin = smoothMid;
} else if (ordered(smoothMid, total, smoothMin)) {
maxA = mid;
smoothMax = smoothMid;
}
}
}
Realizei um teste:
System.out.println(smoothRatio(7.078253125000002, 10, 40, 50, 20, 35));
E tive essa resposta:
0.05
Exemplos completos de testes (os três últimos são os da figura):
public static void main(String[] args) {
testar(0.05, 10, 40, 50, 20, 35);
testar(0.34, 22, 18);
testar(0.25, 260, 350, 430, 280, 640, 650, 240, 430, 320, 585, 385, 450, 760, 690, 400);
testar(null, 128, 180, 96, 108, 130, 150, 165, 139, 140, 165, 290, 190, 210, 240, 235);
testar(null, 36, 48, 26, 31, 57, 42, 26, 23, 18, 25, 18, 36, 41, 18, 22);
}
private static void testar(Double a, double... d) {
System.out.println("Valores: " + java.util.Arrays.toString(d));
if (a != null) {
double r = smooth(a, d);
System.out.println("Taxa: " + a + " - resultado: " + r);
double b = smoothRatio(r, d);
System.out.println("Taxa (prova real): " + b);
}
double p = bestSmooth(d);
System.out.println("Melhor taxa: " + p + " - resultado: " + smooth(p, d));
System.out.println();
}
Eis a saída:
Valores: [10.0, 40.0, 50.0, 20.0, 35.0]
Taxa: 0.05 - resultado: 7.078253125000002
Taxa (prova real): 0.05
Melhor taxa: 1.0 - resultado: 35.0
Valores: [22.0, 18.0]
Taxa: 0.34 - resultado: 11.056799999999999
Taxa (prova real): 0.33999999999999997
Melhor taxa: 0.9090909212827682 - resultado: 18.18181818181818
Valores: [260.0, 350.0, 430.0, 280.0, 640.0, 650.0, 240.0, 430.0, 320.0, 585.0, 385.0, 450.0, 760.0, 690.0, 400.0]
Taxa: 0.25 - resultado: 514.275442045182
Taxa (prova real): 0.24999999999999967
Melhor taxa: 0.3844731971623787 - resultado: 529.8357007856109
Valores: [128.0, 180.0, 96.0, 108.0, 130.0, 150.0, 165.0, 139.0, 140.0, 165.0, 290.0, 190.0, 210.0, 240.0, 235.0]
Melhor taxa: 0.9200836578384042 - resultado: 235.20144008802336
Valores: [36.0, 48.0, 26.0, 31.0, 57.0, 42.0, 26.0, 23.0, 18.0, 25.0, 18.0, 36.0, 41.0, 18.0, 22.0]
Melhor taxa: 0.21615071594715118 - resultado: 26.222890515272397
Nesses três últimos exemplos (tal como na figura), o primeiro deles (linha 3 da planilha, marcada com C) dá como resposta 514.275442045182 (que é o mesmo valor das células Q3-S3, se arredondado) usando uma taxa de 0.25 (célula U3). Se você usasse uma taxa ideal de 0.3844731971623787, a resposta seria o máximo possível para esses dados: 529.8357007856109
Para os demais exemplos, você não tem um valor de a
. Diferentes valores de a
produzirão diferentes resultados. Provavelmente o valor de a
que mais interessa é aquele que produz o melhor resultado, o que é calculado por meio da função bestSmooth
. Assim sendo, no caso da sua linha 5 da planilha (marcada com B), o melhor resultado possível é 235.20144008802336 a uma taxa ideal de 0.9200836578384042. No caso da sua linha 7 da planilha (marcada com A), o melhor resultado possível é 26.222890515272397 a uma taxa ideal de 0.21615071594715118.
Na vida real, nem sempre o melhor resultado ou a taxa ideal é alcançável, mas quanto mais a taxa real se aproximar da taxa ideal fornecida pela função bestSmooth
, maior será o valor previsto.
Veja aqui funcionando no ideone.