怎么用Java计算中位数、方差、标准差、众数

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Java计算中位数、方差、标准差、众数

import java.text.DecimalFormat; import java.util.*; /**  * 数学算法（数学算法（方差、标准差、中位数、众数））  * @author   *  */ public class MathAlgorithm {	private final static double dmax = 999;// Double.MAX_VALUE;//Double类型的最大值，太大的double值，相乘会达到无穷大	private final static double dmin = Double.MIN_VALUE;// Double类型的最小值	private final static int n = 100;// 假设求取100个doubl数的方差和标准差	public static void main(String[] args) {	Random random = new Random();	double[] x = new double[n];	for (int i = 0; i < n; i++) {// 随机生成n个double数	x[i] = Double.valueOf(Math.floor(random.nextDouble() * (dmax - dmin)));	System.out.println(x[i]);	}	// 设置doubl字符串输出格式，不以科学计数法输出	DecimalFormat df = new DecimalFormat("#,##0.00");// 格式化设置	// 计算方差	double dV = getVariance(x);	System.out.println("方差=" + df.format(dV));	// 计算标准差	double dS = getStandardDiviation(x);	System.out.println("标准差=" + df.format(dS));	int[] intArr={5,10,15,8,6};	System.out.println(Arrays.toString(intArr)+" 中位数:"+median(intArr));	int[] intArr2={5,10,15,8,6,7};	System.out.println(Arrays.toString(intArr2)+" 中位数:"+median(intArr2));	int[] arr = {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 1, 1, 2, 2, 3, 4, 5};         List<Integer> modalNums = getModalNums(arr);         System.out.println("众数："+modalNums);                  float[] arr2 = {0.1f, 1.1f, 2.1f, 3.1f, 4.1f, 5.1f, 6.1f, 7.1f, 8.1f, 9.1f, 10.1f, 1.1f, 1.1f, 2.1f, 2.1f, 3.1f, 4.1f, 5.1f};         List<Float> modalNums2 = getModalNums(arr2);         System.out.println("众数："+modalNums2);	}	/**	 * 方差s^2=[(x1-x)^2 +...(xn-x)^2]/n	 * @param x	 * @return	 */	public static double getVariance(double[] x) {	int m = x.length;	double sum = 0;	for (int i = 0; i < m; i++) {// 求和	sum += x[i];	}	double dAve = sum / m;// 求平均值	double dVar = 0;	for (int i = 0; i < m; i++) {// 求方差	dVar += (x[i] - dAve) * (x[i] - dAve);	}	return dVar / m;	}	/**	 * 标准差σ=sqrt(s^2)	 * @param x	 * @return	 */	public static double getStandardDiviation(double[] x) {	int m = x.length;	double sum = 0;	for (int i = 0; i < m; i++) {// 求和	sum += x[i];	}	double dAve = sum / m;// 求平均值	double dVar = 0;	for (int i = 0; i < m; i++) {// 求方差	dVar += (x[i] - dAve) * (x[i] - dAve);	}	return Math.sqrt(dVar / m);	}	/**	 * 中位数(int)      * @param nums: A list of integers.      * @return: An integer denotes the middle number of the array.      */     public static int median(int []nums){	if(nums.length==0)	return 0;	int start=0;	int end=nums.length-1;	int index=partition(nums, start, end);	if(nums.length%2==0){	while(index!=nums.length/2-1){	if(index>nums.length/2-1){	index=partition(nums, start, index-1);	}else{	index=partition(nums, index+1, end);	}	}	}else{	while(index!=nums.length/2){	if(index>nums.length/2){	index=partition(nums, start, index-1);	}else{	index=partition(nums, index+1, end);	}	}	}	return nums[index];	}     	private static int partition(int nums[], int start, int end){	int left=start;	int right=end;	int pivot=nums[left];	while(left<right){	while(left<right&&nums[right]>=pivot){	right--;	}	if(left<right){	nums[left]=nums[right];	left++;	}	while(left<right&&nums[left]<=pivot){	left++;	}	if(left<right){	nums[right]=nums[left];	right--;	}	}	nums[left]=pivot;	return left;	}	/**	 * 中位数(float)      * @param nums: A list of integers.      * @return: An integer denotes the middle number of the array.      */     public static float median(float []nums){	if(nums.length==0)	return 0;	int start=0;	int end=nums.length-1;	int index=partition(nums, start, end);	if(nums.length%2==0){	while(index!=nums.length/2-1){	if(index>nums.length/2-1){	index=partition(nums, start, index-1);	}else{	index=partition(nums, index+1, end);	}	}	}else{	while(index!=nums.length/2){	if(index>nums.length/2){	index=partition(nums, start, index-1);	}else{	index=partition(nums, index+1, end);	}	}	}	return nums[index];	}     	private static int partition(float nums[], int start, int end){	int left=start;	int right=end;	float pivot=nums[left];	while(left<right){	while(left<right&&nums[right]>=pivot){	right--;	}	if(left<right){	nums[left]=nums[right];	left++;	}	while(left<right&&nums[left]<=pivot){	left++;	}	if(left<right){	nums[right]=nums[left];	right--;	}	}	nums[left]=pivot;	return left;	}	/**	 * 众数(int)	 * 众数:在一个数组中出现次数最多的数	 * 如果存在多个众数，则一起返回	 * @param arr	 * @return	 */	public static List<Integer> getModalNums(int[] arr) {         int n = arr.length;         if (n == 0) {             return new ArrayList<Integer>();         }         if (n == 1) {             return Arrays.asList(arr[0]);         }         Map<Integer, Integer> freqMap = new HashMap<>();         for (int i = 0; i < n; i++) { // 统计数组中每个数出现的频率             Integer v = freqMap.get(arr[i]);             // v == null 说明 freqMap 中还没有这个 arr[i] 这个键             freqMap.put(arr[i], v == null ? 1 : v + 1);         }         // 将 freqMap 中所有的键值对（键为数，值为数出现的频率）放入一个 ArrayList         List<Map.Entry<Integer, Integer>> entries = new ArrayList<>(freqMap.entrySet());         // 对 entries 按出现频率从大到小排序         Collections.sort(entries, new Comparator<Map.Entry<Integer, Integer>>() {             @Override             public int compare(Map.Entry<Integer, Integer> e1, Map.Entry<Integer, Integer> e2) {                 return e2.getValue() - e1.getValue();             }         });         List<Integer> modalNums = new ArrayList<>();         modalNums.add(entries.get(0).getKey()); // 排序后第一个 entry 的键肯定是一个众数         int size = entries.size();         for (int i = 1; i < size; i++) {             // 如果之后的 entry 与第一个 entry 的 value 相等，那么这个 entry 的键也是众数             if (entries.get(i).getValue().equals(entries.get(0).getValue())) {                 modalNums.add(entries.get(i).getKey());             } else {                 break;             }         }         return modalNums;     }	/**	 * 众数(float)	 * 众数:在一个数组中出现次数最多的数	 * 如果存在多个众数，则一起返回	 * @param arr	 * @return	 */	public static List<Float> getModalNums(float[] arr) {         int n = arr.length;         if (n == 0) {             return new ArrayList<Float>();         }         if (n == 1) {             return Arrays.asList(arr[0]);         }         Map<Float, Integer> freqMap = new HashMap<>();         for (int i = 0; i < n; i++) { // 统计数组中每个数出现的频率             Integer v = freqMap.get(arr[i]);             // v == null 说明 freqMap 中还没有这个 arr[i] 这个键             freqMap.put(arr[i], v == null ? 1 : v + 1);         }         // 将 freqMap 中所有的键值对（键为数，值为数出现的频率）放入一个 ArrayList         List<Map.Entry<Float, Integer>> entries = new ArrayList<>(freqMap.entrySet());         // 对 entries 按出现频率从大到小排序         Collections.sort(entries, new Comparator<Map.Entry<Float, Integer>>() {             @Override             public int compare(Map.Entry<Float, Integer> e1, Map.Entry<Float, Integer> e2) {                 return e2.getValue() - e1.getValue();             }         });         List<Float> modalNums = new ArrayList<>();         modalNums.add(entries.get(0).getKey()); // 排序后第一个 entry 的键肯定是一个众数         int size = entries.size();         for (int i = 1; i < size; i++) {             // 如果之后的 entry 与第一个 entry 的 value 相等，那么这个 entry 的键也是众数             if (entries.get(i).getValue().equals(entries.get(0).getValue())) {                 modalNums.add(entries.get(i).getKey());             } else {                 break;             }         }         return modalNums;     } }

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