通用名单的标准偏差？

我需要计算一个通用列表的标准偏差。 我会尽量包括我的代码。 它是一个包含数据的通用列表。 数据大部分是浮动和整数。 这是我的代码是相对于它没有得到很多的细节：

namespace ValveTesterInterface { public class ValveDataResults { private List<ValveData> m_ValveResults; public ValveDataResults() { if (m_ValveResults == null) { m_ValveResults = new List<ValveData>(); } } public void AddValveData(ValveData valve) { m_ValveResults.Add(valve); } 

以下是需要计算标准差的function：

  public float LatchStdev() { float sumOfSqrs = 0; float meanValue = 0; foreach (ValveData value in m_ValveResults) { meanValue += value.LatchTime; } meanValue = (meanValue / m_ValveResults.Count) * 0.02f; for (int i = 0; i <= m_ValveResults.Count; i++) { sumOfSqrs += Math.Pow((m_ValveResults - meanValue), 2); } return Math.Sqrt(sumOfSqrs /(m_ValveResults.Count - 1)); } } } 

忽略LatchStdev（）函数中的内容，因为我确定它不正确。 它只是我可怜的企图计算st dev。 我知道如何做一个双打列表，但不是通用数据列表的列表。 如果有人有这方面的经验，请帮助。

Answer 1

这篇文章应该帮助你。 它创build一个函数来计算一系列double值的偏差。 你所要做的就是提供一系列适当的数据元素。

由此产生的function是：

 private double CalculateStdDev(IEnumerable<double> values) { double ret = 0; if (values.Count() > 0) { //Compute the Average double avg = values.Average(); //Perform the Sum of (value-avg)_2_2 double sum = values.Sum(d => Math.Pow(d - avg, 2)); //Put it all together ret = Math.Sqrt((sum) / (values.Count()-1)); } return ret; } 

这很容易适应任何genericstypes，只要我们为正在计算的值提供一个select器即可。 LINQ非常适合这样的情况， Select函数允许您从自定义types的通用列表项目中计算标准偏差的一系列数值：

 List<ValveData> list = ... var result = list.Select( v => (double)v.SomeField ) .CalculateStdDev(); 

Answer 2

上面的例子稍微有点不正确，如果你的人口数量是1，那么可以有一个除以零的错误。下面的代码是比较简单的，并给出了“总体标准偏差”结果。 （ http://en.wikipedia.org/wiki/Standard_deviation ）

 using System; using System.Linq; using System.Collections.Generic; public static class Extend { public static double StandardDeviation(this IEnumerable<double> values) { double avg = values.Average(); return Math.Sqrt(values.Average(v=>Math.Pow(v-avg,2))); } } 

Answer 3

即使被接受的答案在math上是正确的，但从编程的angular度来看是错误的 – 它列举了4次相同的序列。 如果底层对象是一个列表或一个数组，但是如果input是一个过滤/聚合/ etc的linqexpression式，或者数据直接来自数据库或networkingstream，这可能会好起来，这会导致性能低得多。

我强烈build议不要重新发明轮子，并使用一个更好的开源math库Math.NET。 我们一直在我们公司使用这个lib，对这个性能非常满意。

PM>安装包MathNet.Numerics

 var populationStdDev = new List<double>(1d, 2d, 3d, 4d, 5d).PopulationStandardDeviation(); var sampleStdDev = new List<double>(2d, 3d, 4d).StandardDeviation(); 

有关更多信息，请参阅http://numerics.mathdotnet.com/docs/DescriptiveStatistics.html 。

最后，对于想要获得最快结果并牺牲一些精度的用户，请阅读“单程”algorithmhttps://en.wikipedia.org/wiki/Standard_deviation#Rapid_calculation_methods

Answer 4

我明白你在做什么，并且使用类似的东西。 在我看来，你还远远不够。 我倾向于将所有数据处理封装到一个类中，这样我可以caching计算的值，直到列表更改为止。 例如：

 public class StatProcessor{ private list<double> _data; //this holds the current data private _avg; //we cache average here private _avgValid; //a flag to say weather we need to calculate the average or not private _calcAvg(); //calculate the average of the list and cache in _avg, and set _avgValid public double average{ get{ if(!_avgValid) //if we dont HAVE to calculate the average, skip it _calcAvg(); //if we do, go ahead, cache it, then set the flag. return _avg; //now _avg is garunteed to be good, so return it. } } ...more stuff Add(){ //add stuff to the list here, and reset the flag } } 

你会注意到，使用这个方法，只有平均的第一个请求实际上是计算平均值。 之后，只要我们不添加（或删除，或修改，但显示的那些），从列表中的任何东西，我们可以得到基本上什么都没有。

另外，由于标准偏差algorithm中使用的是平均值，所以首先计算标准偏差会给我们免费的平均值，而计算平均值首先会使我们在标准偏差计算中有一点性能提升，假设我们记得检查国旗。

此外！ 就像平均函数一样，在这里你已经循环了每一个值，是一个很好的时间来caching最小值和最大值。 当然，这个信息的请求首先需要检查它们是否被caching，并且相对于仅仅使用列表来查找最大值而言会导致相对减慢，因为它完成了所有有关caching的所有额外工作，而不仅仅是一个你的访问。