# 整理數據，將各省市的成績歸一到100分之后的分布比率

# 引入 pandas
import pandas as pd
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
import scipy.signal as ss

# 設定中文字體
plt.rcParams['font.sans-serif']=['SimHei'] #用來正常顯示中文標簽
plt.rcParams['axes.unicode_minus']=False #用來正常顯示負號
# 設定圖像尺寸 與分辨率
plt.rcParams['figure.figsize'] = (8.0, 4.0) # 設置figure_size尺寸
plt.rcParams['image.interpolation'] = 'nearest' # 設置 interpolation style
plt.rcParams['savefig.dpi'] = 300 #圖片像素
plt.rcParams['figure.dpi'] = 300 #分辨率

# 將成績統一到 [0，] 區間
MAX_SCORE = 100
MIN_SCORE = 0

data_file = 'Data/data.xlsx'
res_file = 'Data/res-'+str(MAX_SCORE-MIN_SCORE)+'.xlsx'

# 讀取excel , 獲取所有表單名字
excel_info = pd.ExcelFile(data_file)

all_data = {}
all_data_ratio = {}
# 獲取表中的每一個數據文件 并將數據歸一化到 0-500
for index in range(len(excel_info.sheet_names)):
 # 讀取每一個表單
 cur_sheetname = excel_info.sheet_names[index]
 df_sheet = pd.read_excel(data_file, sheet_name=cur_sheetname)

 # 獲取每一個表中的 總分數 和對應分數的人數
 scores = df_sheet[df_sheet.columns.values[0]]
 nums = df_sheet[df_sheet.columns.values[1]]

 # 數據 對應 每個分數的人數 表
 ROWS = MAX_SCORE - MIN_SCORE + 1
 trans_scores_nums = [0] * ROWS

 rows = len(scores)
 cur_max_score = scores[0]
 cur_min_score = scores[rows - 1]

 cur_index = 0;
 for s in scores:
  # 計算 變換之后的分數 四舍五入
  trans_score = (int)(round((s - cur_min_score) / (cur_max_score - cur_min_score) * (MAX_SCORE - MIN_SCORE)))

  # 在計算分數的位置上 加上對應分數的人數
  trans_scores_nums[trans_score - 1] += nums[cur_index];
  cur_index += 1

 # 數據稍微處理一下， 做簡單的平滑處理, 去除最低分數據
 except0data = [0] * (ROWS - 1)
 for i in range(ROWS - 1):
  except0data[i] = trans_scores_nums[i + 1];

 # 中值濾波去除噪點
 smooth_trans = ss.medfilt(except0data, 7)

 # 將數據轉換成比例， 更具有一般性
 sum = 0
 smooth_trans_ratio = [0] * (ROWS - 1)
 for i in range(ROWS - 1):
  sum += smooth_trans[i]

 for i in range(ROWS - 1):
  smooth_trans_ratio[i] = smooth_trans[i] / sum

 all_data[cur_sheetname] = smooth_trans
 all_data_ratio[cur_sheetname] = smooth_trans_ratio

 print('正在進行 {0}/{1}， 表名：{2}'.format(index + 1, len(excel_info.sheet_names), cur_sheetname))

 # plt.plot(smooth_trans2)
# write_data = pd.DataFrame(all_data)
# write_data.to_excel(res_file,sheet_name='res')
write_data_ratio = pd.DataFrame(all_data_ratio)
write_data_ratio.to_excel(res_file, sheet_name='ratio')

print('已經完成，存儲文件：{0}'.format(res_file))

% 將 原始數據繪制出來 并計算平均值和中值

% 讀取 excel 數據 獲取名稱以及各列名稱
data_file = 'Data/res-100.xlsx';
res_ratio = xlsread(data_file,1,'B2:X501');
res_name = {'河南文科',	 '河南理科',	 '北京',	 '上海', '河北文科', '河北理科', '山東', '廣東文科' '廣東理科' '湖北文科', '湖北理科', '湖南文科', '湖南理科', '四川文科', '四川理科', '安徽文科', '安徽理科', '廣西文科', '廣西理科', '貴州文科', '貴州理科', '江西文科', '江西理科'};

figure()
hold on
[rows,cols] = size(res_ratio);
avg = zeros(cols,1);
media =zeros(cols,1);
for i=1:cols
 % 繪制百分比率圖
 plot(res_ratio(:,i)*100);
 
 % 計算平均值 中值
 media_l = 0.5;
 media_find_flg = 0;
 for j = 1:rows
  avg(i) = avg(i) + j*res_ratio(j,i);
  
  % 統計比率超過一半的 數之后就是中值 找到后就不更新了
  if(media_find_flg ==0)
    if(media_l >0)
     media_l = media_l - res_ratio(j,i);
    else
     media(i) = j;
     media_find_flg = 1;
   end
  end
 end
end
legend(res_name);

% 創建 xlabel
xlabel({'歸一化到100分后成績'});

% 創建 title
title({'各省市歸一化成績分布比率'});

% 創建 ylabel
ylabel({'單位成績分布比率'});