如何用 C 语言计算数据集的平均值

简介

在本实验中，你将学习如何在 C 编程中计算数据集的平均值。本实验涵盖以下步骤：

从用户输入中读取一组数字。
计算这些数字的总和，然后通过将总和除以数字的数量来计算平均值。
打印计算出的平均值。

本实验提供了一份详细的分步指南，包括示例代码，以帮助你理解在 C 语言中计算平均值的过程。完成本实验后，你将具备使用 C 编程分析和汇总数值数据的技能。

读取一组数字

在这一步中，你将学习如何在 C 编程中读取一组数字。我们将创建一个简单的程序，允许用户输入一组数字并将它们存储在一个数组中。

首先，在 ~/project 目录中创建一个新的 C 文件：

cd ~/project
nano mean_calculation.c

现在，输入以下代码：

#include <stdio.h>

#define MAX_SIZE 100

int main() {
    int numbers[MAX_SIZE];
    int count;

    // 提示用户输入元素数量
    printf("输入元素数量 (最大 %d): ", MAX_SIZE);
    scanf("%d", &count);

    // 输入验证
    if (count <= 0 || count > MAX_SIZE) {
        printf("无效的元素数量!\n");
        return 1;
    }

    // 将数字读入数组
    printf("输入 %d 个数字:\n", count);
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("输入数字 %d: ", i + 1);
        scanf("%d", &numbers[i]);
    }

    // 打印输入的数字
    printf("\n输入的数字为:\n");
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    printf("\n");

    return 0;
}

编译程序：

gcc mean_calculation.c -o mean_calculation

运行程序：

./mean_calculation

示例输出：

输入元素数量(最大 100): 5
输入 5 个数字:
输入数字 1: 10
输入数字 2: 20
输入数字 3: 30
输入数字 4: 40
输入数字 5: 50

输入的数字为:
10 20 30 40 50

让我们来分析一下代码的关键部分：

#define MAX_SIZE 100 设置了数组大小的最大限制
scanf() 用于读取元素数量和各个数字
我们对输入进行验证，以确保其在允许的范围内
使用 for 循环来输入并显示数字

这个程序演示了如何：

声明一个具有最大大小的数组
从用户那里获取元素数量
将数字输入到数组中
验证用户输入
显示输入的数字

计算总和，然后计算平均值 = 总和/数量

在这一步中，我们将扩展上一个程序，以计算用户输入数字的总和与平均值。

打开现有文件：

cd ~/project
nano mean_calculation.c

修改代码以包含总和与平均值的计算：

#include <stdio.h>

#define MAX_SIZE 100

int main() {
    int numbers[MAX_SIZE];
    int count;
    int sum = 0;
    float mean;

    // 提示用户输入元素数量
    printf("输入元素数量 (最大 %d): ", MAX_SIZE);
    scanf("%d", &count);

    // 输入验证
    if (count <= 0 || count > MAX_SIZE) {
        printf("无效的元素数量!\n");
        return 1;
    }

    // 将数字读入数组并计算总和
    printf("输入 %d 个数字:\n", count);
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("输入数字 %d: ", i + 1);
        scanf("%d", &numbers[i]);
        sum += numbers[i];
    }

    // 计算平均值
    mean = (float)sum / count;

    // 打印结果
    printf("\n输入的数字为:\n");
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    printf("\n");

    printf("数字总和：%d\n", sum);
    printf("数字平均值：%.2f\n", mean);

    return 0;
}

编译程序：

gcc mean_calculation.c -o mean_calculation

运行程序：

./mean_calculation

示例输出：

输入元素数量(最大 100): 5
输入 5 个数字:
输入数字 1: 10
输入数字 2: 20
输入数字 3: 30
输入数字 4: 40
输入数字 5: 50

输入的数字为:
10 20 30 40 50
数字总和: 150
数字平均值: 30.00

此版本的关键更改：

添加了 sum 变量来跟踪所有数字的总和
将总和计算集成到输入循环中
通过将总和除以数量来计算平均值
使用类型转换 (float) 以确保浮点除法
添加了总和与平均值的输出，并进行了格式化打印

该程序现在演示了：

计算数组元素的总和
计算算术平均值
精确显示结果

打印平均值

在这最后一步中，我们将重构代码，创建一个用于计算和打印平均值的函数，使我们的程序更具模块化和可读性。

打开现有文件：

cd ~/project
nano mean_calculation.c

使用专门的平均值计算函数更新代码：

#include <stdio.h>

#define MAX_SIZE 100

// 计算并打印平均值的函数
void calculateMean(int numbers[], int count) {
    if (count <= 0) {
        printf("错误：没有数字可用于计算平均值。\n");
        return;
    }

    int sum = 0;
    float mean;

    // 计算总和
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        sum += numbers[i];
    }

    // 计算平均值
    mean = (float)sum / count;

    // 打印详细统计信息
    printf("\n统计信息：\n");
    printf("元素数量：%d\n", count);
    printf("数字总和：%d\n", sum);
    printf("数字平均值：%.2f\n", mean);
}

int main() {
    int numbers[MAX_SIZE];
    int count;

    // 提示用户输入元素数量
    printf("输入元素数量 (最大 %d)：", MAX_SIZE);
    scanf("%d", &count);

    // 输入验证
    if (count <= 0 || count > MAX_SIZE) {
        printf("无效的元素数量！\n");
        return 1;
    }

    // 将数字读入数组
    printf("输入 %d 个数字：\n", count);
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("输入数字 %d：", i + 1);
        scanf("%d", &numbers[i]);
    }

    // 打印输入的数字
    printf("\n输入的数字为：\n");
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        printf("%d ", numbers[i]);
    }
    printf("\n");

    // 计算并打印平均值
    calculateMean(numbers, count);

    return 0;
}

编译程序：

gcc mean_calculation.c -o mean_calculation

运行程序：

./mean_calculation

示例输出：

输入元素数量(最大 100)：4
输入 4 个数字：
输入数字 1：10
输入数字 2：20
输入数字 3：30
输入数字 4：40

输入的数字为：
10 20 30 40
统计信息：
元素数量：4
数字总和：100
数字平均值：25.00

此版本的主要改进：

创建了一个单独的 calculateMean() 函数
添加了更详细的统计输出
改进了边界情况的错误处理
保持了与前几步相同的核心功能
使代码更具模块化且更易于阅读

该程序演示了：

基于函数的计算方法
全面的统计输出
模块化代码设计

总结

在本实验中，你将学习如何在 C 编程中读取一组数字，计算数据集的总和与平均值，然后打印平均值。首先，你将提示用户输入一组数字并将它们存储在一个数组中。然后，你将计算这些数字的总和，并将其除以数量以求出平均值。最后，你将打印计算出的平均值。

本实验涵盖的关键步骤包括声明一个具有最大大小的数组、从用户那里获取元素数量、将数字输入到数组中、验证用户输入以及显示输入的数字。完成本实验后，你将清楚地了解如何在 C 编程中计算数据集的平均值。

用 C 语言计算数据集的平均值

简介

边学边练，效率翻倍。

读取一组数字

计算总和，然后计算平均值 = 总和/数量

上手远比想象中简单。

打印平均值

总结