zadacha 4

app/menu_load.py

@@ -1,6 +1,8 @@
 from app.utils.system import clear_console
 from app.zadachi.zadacha1 import zadacha1
 from app.zadachi.zadacha2 import zadacha2
+from app.zadachi.zadacha3 import zadacha3
+from app.zadachi.zadacha4 import zadacha4
 
 class menu:
     
@@ -13,6 +15,10 @@ class menu:
             print('\nMain Menu:')
             print('1. Задача 1')
             print('2. Задача 2')
+            print('3. Задача 3')
+            print('4. Задача 4')
+            print('5. Задача 5 (недоступно)')
+            print('6. Задача 6 (недоступно)')
             print('0. Exit')
 
             choice = input('Select an option: ')
@@ -22,6 +28,14 @@ class menu:
                 self.zadacha1_menu()  # Переход к подменю Задачи 1
             elif choice == '2':
                 self.zadacha2_menu()  # Переход к подменю Задачи 2
+            elif choice == '3':
+                self.zadacha3_menu()  # Переход к подменю Задачи 3
+            elif choice == '4':
+                self.zadacha4_menu()  # Добавлен вызов меню задачи 4
+            elif choice == '5':
+                print('Временно недоступно')
+            elif choice == '6':
+                print('Временно недоступно')
             elif choice == '0':
                 print('Exiting program...')
                 break
@@ -33,8 +47,8 @@ class menu:
         clear_console()
         while True:
             print('\nЗадача 1:')
-            print('1. линейно')
+            print('1. Линейно сгенерировать массив Y, зависящий от x')
-            print('2. квадратично')
+            print('2. Квадратично сгенерировать массив Y, зависящий от x')
             print('0. Назад')
 
             choice = input('Выберите подкатегорию: ')
@@ -93,3 +107,51 @@ class menu:
                 break  # Вернуться в основное меню
             else:
                 print('Неверный выбор, попробуйте снова.')
+
+    def zadacha3_menu(self):
+        """Меню для задачи 3 (построение графика регрессии и расчет метрик)."""
+        clear_console()
+        z1 = zadacha1()  # Используем объект задачи 1 для генерации данных
+        z2 = zadacha2()  # Используем объект задачи 2 для расчета коэффициентов
+        
+        while True:
+            print('\nЗадача 3:')
+            print('1. Построить график регрессии и рассчитать метрики')
+            print('0. Назад')
+
+            choice = input('Выберите подкатегорию: ')
+
+            clear_console()
+
+            if choice == '1':
+                x_data, y_data = z1.create_lin_array()
+                b0, b1 = z2.calculate_coefficients(x_data, y_data)
+
+                # Создаем объект задачи 3 и выполняем построение графика
+                z3 = zadacha3(x_data, y_data, b0, b1)
+                z3.plot_regression()
+            elif choice == '0':
+                break  # Вернуться в основное меню
+            else:
+                print('Неверный выбор, попробуйте снова.')
+    def zadacha4_menu(self):
+        """Меню для задачи 4 (работа с полиномиальными данными)."""
+        clear_console()
+        z4 = zadacha4()  # Создаем объект задачи 4
+        
+        while True:
+            print('\nЗадача 4:')
+            print('1. Провести визуальный анализ остатков')
+            print('0. Назад')
+
+            choice = input('Выберите подкатегорию: ')
+
+            clear_console()
+
+            if choice == '1':
+                z4 = zadacha4()
+                z4.analyze_residuals()
+            elif choice == '0':
+                break
+            else:
+                print('Неверный выбор, попробуйте снова.')

app/zadachi/zadacha3.py

@@ -0,0 +1,54 @@
+import numpy as np
+import matplotlib.pyplot as plt
+
+class zadacha3:
+    def __init__(self, X, Y, b0, b1):
+        self.X = X
+        self.Y = Y
+        self.b0 = b0
+        self.b1 = b1
+        
+    def calculate_sse(self):
+        """
+        Функция для расчета суммы квадратов ошибок (SSE)
+        :return: SSE
+        """
+        Y_pred = self.b0 + self.b1 * self.X
+        sse = np.sum((self.Y - Y_pred) ** 2)
+        return sse
+
+    def calculate_r_squared(self):
+        """
+        Функция для расчета коэффициента детерминации R^2
+        :return: R^2
+        """
+        y_mean = np.mean(self.Y)
+        ss_total = np.sum((self.Y - y_mean) ** 2)
+        ss_residual = self.calculate_sse()
+        r_squared = 1 - (ss_residual / ss_total)
+        return r_squared
+
+    def plot_regression(self):
+        """
+        Функция для построения графика регрессии и отображения метрик SSE и R^2
+        """
+        Y_pred = self.b0 + self.b1 * self.X
+        
+        plt.figure(figsize=(10, 6))
+        
+        # График рассеяния и регрессионная прямая
+        plt.subplot(2, 1, 1)
+        plt.scatter(self.X, self.Y, label='Данные')
+        plt.plot(self.X, Y_pred, color='red', label='Регрессия')
+        plt.title("Линейная регрессия")
+        plt.xlabel("X")
+        plt.ylabel("Y")
+        plt.legend()
+
+        # Расчет метрик и отображение на графике
+        sse = self.calculate_sse()
+        r_squared = self.calculate_r_squared()
+        plt.text(0.05, 0.95, f"SSE: {sse:.2f}\nR^2: {r_squared:.2f}",
+                 transform=plt.gca().transAxes, verticalalignment='top')
+        
+        plt.show()

app/zadachi/zadacha4.py

@@ -0,0 +1,62 @@
+import numpy as np
+import matplotlib.pyplot as plt
+from app.zadachi.zadacha2 import zadacha2
+from app.zadachi.zadacha1 import zadacha1
+
+class zadacha4:
+    def __init__(self):
+        self.z1 = zadacha1()
+        self.z2 = zadacha2()
+
+    def analyze_residuals(self):
+        """
+        Выполняет визуальный анализ остатков по линейной модели.
+        Строит графики 2*2: скаттерограмма, график исходной зависимости, 
+        распределение остатков и гистограмму остатков.
+        """
+        # Генерируем данные
+        X, Y = self.z1.create_lin_array()
+        
+        # Рассчитываем коэффициенты методом наименьших квадратов
+        b0, b1 = self.z2.calculate_coefficients(X, Y)
+        
+        # Предсказанные значения
+        Y_pred = self.z2.predict(X, b0, b1)
+        
+        # Вычисляем остатки
+        residuals = Y - Y_pred
+        
+        # Создаем графики 2*2
+        fig, axs = plt.subplots(2, 2, figsize=(12, 8))
+        
+        # Первый график: скаттерограмма с линией МНК
+        axs[0, 0].scatter(X, Y, label='Данные с шумом', alpha=0.6)
+        axs[0, 0].plot(X, Y_pred, color='red', label='Прямая по МНК')
+        axs[0, 0].set_title('Скаттерограмма и прямая по МНК')
+        axs[0, 0].legend()
+        
+        # Второй график: исходная зависимость и линия МНК
+        axs[0, 1].scatter(X, Y, label='Данные', alpha=0.6)
+        axs[0, 1].plot(X, self.z1.create_lin_array(b0, b1, len(X))[1], color='green', label='Истинная линия')
+        axs[0, 1].plot(X, Y_pred, color='red', linestyle='--', label='Прямая по МНК')
+        axs[0, 1].set_title('Истинная линия и прямая по МНК')
+        axs[0, 1].legend()
+        
+        # Третий график: распределение остатков
+        axs[1, 0].scatter(X, residuals, color='purple', alpha=0.6)
+        axs[1, 0].axhline(y=0, color='red', linestyle='--')
+        axs[1, 0].set_title('Распределение остатков')
+        
+        # Четвертый график: гистограмма остатков
+        axs[1, 1].hist(residuals, bins=30, color='orange', edgecolor='black', alpha=0.7)
+        axs[1, 1].set_title('Гистограмма остатков')
+        
+        # Выравниваем графики и отображаем
+        plt.tight_layout()
+        plt.show()
+        
+        # Отдельное окно для гистограммы
+        plt.figure()
+        plt.hist(residuals, bins=30, color='orange', edgecolor='black', alpha=0.7)
+        plt.title('Гистограмма остатков (отдельно)')
+        plt.show()

main.py

@@ -1,6 +1,11 @@
-
+from app.utils.config import debug
 from app.menu_load import menu
 
 if __name__ == "__main__":
+    if debug == True:
+        print("Running in debug mode...")
+        from test_module.debug_main import debug_main_start
+        debug_main_start()
+    else:
         mn = menu()
         mn.main_menu()