标准偏差计算在 C# 中不起作用？

Posted 2023-04-14

【中文标题】标准偏差计算在 C# 中不起作用？

【英文标题】：Standard Deviation calculation not working in C#?

【发布时间】：2013-11-03 16:19:52

【问题描述】：

所以我使用这种方法来计算我的数组的标准偏差，但它似乎没有给我正确的值。

double numbers[] = new double[10];
double sumOfAllItems = 0;

private double total()

    for (int i = 0; i < numbers.Length; i++)
    
        sumOfAllItems += numbers[i];
    

    return sumOfAllItems;


public double mean()

    // working
    **sumOfAllItems = 0;**
    return total() / numbers.Length;


// numbers are from (1-10) (too lazy to type up all of them.

public double variance()

    // each (value - mean) squared
    double summationsTotal = 0; // (numbers[i] - mean() squared

    for (int i = 0; i < numbers.Length; i++)
    
        summationsTotal += Math.Pow(numbers[i] - mean(), 2);
    

    return summationsTotal / (numbers.Length - 1);

我手动计算了方差，它给了我一个 9.166666 的答案。这是用于示例公式。

但是，当我在我的 GUI 上计算它时，它给了我 866.25。这段代码有什么问题吗？

【问题讨论】：

你能把mean()的代码贴出来吗？

可能是因为BODMAS？您是否尝试过先从numbers[i] 中减去mean，然后再平方？

完成编辑。 @RogerRowland

问题出在total() 中，它没有初始化为零并且被多次调用

在total() 中初始化sumofAllItems，或者做得更好，让它本地化。

【参考方案1】：

问题出在这里：

double sumOfAllItems = 0;

private double total()

    for (int i = 0; i < numbers.Length; i++)
    
        sumOfAllItems += numbers[i];
    

    return sumOfAllItems;

应该是：

double sumOfAllItems = 0;

private double total()

   sumOfAllItems = 0;
   for (int i = 0; i < numbers.Length; i++)
    
        sumOfAllItems += numbers[i];
    

    return sumOfAllItems;

缓存平均值而不是在方差函数中重新计算它会更有效 - 它不会改变。比如：

public double variance()

    // each (value - mean) squared
    double dMean - mean();
    double summationsTotal = 0; // (numbers[i] - mean() squared

    for (int i = 0; i < numbers.Length; i++)
    
        summationsTotal += Math.Pow(numbers[i] - dMmean, 2);
    

    return summationsTotal / (numbers.Length - 1);

【参考方案2】：

好的，你已经得到答案了。我建议使用 Linq 好东西和扩展方法的替代方法。

public static double StandardDeviation(this ICollection<double> values)

    return Math.Sqrt(values.Variance());


public static double Variance(this ICollection<double> values)

    if (values.Count == 0)
        return 0;

    var avg = values.Average();
    return values.Select(x => Math.Pow(x - avg, 2)).Sum() / values.Count;

这样称呼：

var variance = numbers.Variance(); //or so

【参考方案3】：

您需要取差异平方的平方根，然后对其进行平均。所以在那里添加一个平方根。并且当您进行除法时，不要使用 -1，因为您不是在处理索引，而是在处理项目的实际计数。

【参考方案4】：

您在没有先将其归零的情况下多次重新计算 total()。所以你的总数会得到很大的错误值。为了快速修复，您应该在 total() 方法中将 sumOfAllItems 变量归零。但是，如果您在进入 for 循环之前也仅在 variance() 中计算了一次 mean()，您会做得更好。您的代码会变得更快。

【讨论】：

所以我想我的平均方法必须这样做？我返回后 sumOfAllIems = 0？

像 Roger Rowlands 回答一样放在开头

我试过了，它奏效了。我在返回之前重置了 sumOfAllItems = 0。