Question

我需要计算通用列表的标准偏差。我会尝试包含我的代码。它是一个包含数据的通用列表。数据主要是浮点数和整数。这是我的代码，它与之相关，但没有详细介绍：

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偏差的函数：

        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，因为我确定它不对。这只是我对计算st dev的不良尝试。我知道如何处理双打列表，但不是通用数据列表列表。如果有人有这方面的经验，请帮助。

Answer 1

上面的示例略有不正确，如果您的总体设置为1，则可能有零除错误。以下代码稍微简单一些，并给出“总体标准差”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 2

This article应该可以帮到你。它创建了一个计算double值序列偏差的函数。您所要做的就是提供一系列适当的数据元素。

结果函数是：

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;
}

这很容易适应任何泛型类型，只要我们为计算的值提供选择器。 LINQ非常适用于此，Select函数允许您从自定义类型的通用列表中投影一系列数值，以计算标准差：

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

Answer 3

尽管接受的答案似乎在数学上是正确的，但从编程的角度来看它是错误的 - 它列举了相同的序列4次。如果底层对象是列表或数组，但如果输入是过滤/聚合/ etc linq表达式，或者如果数据直接来自数据库或网络流，这可能会导致性能低得多。

我强烈建议不要重新发明轮子并使用一个更好的开源数学库Math.NET。我们一直在公司使用lib，对性能非常满意。

PM＆GT;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();

有关详细信息，请参阅http://numerics.mathdotnet.com/docs/DescriptiveStatistics.html。

最后，对于那些想要获得最快结果并牺牲一些精确度的人，请阅读“一次通过”算法https://en.wikipedia.org/wiki/Standard_deviation#Rapid_calculation_methods

Answer 4

我看到你在做什么，我使用类似的东西。在我看来，你还远远不够。我倾向于将所有数据处理封装到单个类中，这样我可以缓存计算的值，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
}
}

你会注意到使用这种方法，只有第一个平均请求实际上计算平均值。在那之后，只要我们不添加（或删除或修改，但显示那些arnt）列表中的任何内容，我们就可以获得基本没有的平均值。

此外，由于平均值在算法中用于标准偏差，首先计算标准偏差将给我们免费的平均值，并且计算平均值首先会给我们在标准偏差计算中的一点性能提升，假设我们记得检查旗帜。

此外！像平均函数这样的地方，无论如何你已经遍历每个值，是一个很好的时间来缓存诸如最小值和最大值之类的东西。当然，对此信息的请求需要首先检查它们是否已被缓存，并且与仅使用列表查找最大值相比可能导致相对减速，因为它完成了设置所有相关缓存的所有额外工作，而不仅仅是一个你的访问。

通用列表的标准差？

4 个答案: