简介
在本实验中,你将学习如何用C语言计算数据集的标准差。本实验涵盖三个主要步骤:计算数据集的均值,将与均值的偏差平方求和以计算方差,然后取平方根以获得标准差。完成本实验后,你将对这些基本统计概念以及如何在C语言中实现它们有扎实的理解。
本实验提供了逐步的指导和示例代码,以引导你完成整个过程。你将首先编写一个C程序来计算给定数据集的均值,然后扩展该程序,通过将与均值的偏差平方求和来计算方差。最后,你将对方差取平方根以确定标准差并打印结果。
在本实验中,你将学习如何用C语言计算数据集的标准差。本实验涵盖三个主要步骤:计算数据集的均值,将与均值的偏差平方求和以计算方差,然后取平方根以获得标准差。完成本实验后,你将对这些基本统计概念以及如何在C语言中实现它们有扎实的理解。
本实验提供了逐步的指导和示例代码,以引导你完成整个过程。你将首先编写一个C程序来计算给定数据集的均值,然后扩展该程序,通过将与均值的偏差平方求和来计算方差。最后,你将对方差取平方根以确定标准差并打印结果。
在这一步中,你将学习如何用C语言计算数据集的均值。均值是一种基本的统计量,代表一组数字的平均值。
首先,让我们创建一个C程序来计算数据集的均值。使用nano打开一个新文件:
cd ~/project
nano mean_calculation.c
现在,输入以下代码:
#include <stdio.h>
#define MAX_SIZE 100
float calculateMean(int arr[], int size) {
float sum = 0;
for (int i = 0; i < size; i++) {
sum += arr[i];
}
return sum / size;
}
int main() {
int dataset[MAX_SIZE];
int size;
printf("Enter the number of elements (max %d): ", MAX_SIZE);
scanf("%d", &size);
printf("Enter %d integers:\n", size);
for (int i = 0; i < size; i++) {
scanf("%d", &dataset[i]);
}
float mean = calculateMean(dataset, size);
printf("Mean of the dataset: %.2f\n", mean);
return 0;
}
编译程序:
gcc mean_calculation.c -o mean_calculation
运行程序并输入一些示例数据:
./mean_calculation
示例输出:
Enter the number of elements (max 100): 5
Enter 5 integers:
10
20
30
40
50
Mean of the dataset: 30.00
让我们来分析一下这段代码:
calculateMean
函数,它将一个数组及其大小作为参数。main
函数中,我们提示用户输入数据集。calculateMean
并以两位小数打印结果。在这一步中,你将扩展上一个程序,通过对与均值的偏差平方求和来计算方差。方差衡量的是数据集中数字的离散程度。
打开上一个文件进行修改:
cd ~/project
nano mean_calculation.c
用方差计算更新程序:
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define MAX_SIZE 100
float calculateMean(int arr[], int size) {
float sum = 0;
for (int i = 0; i < size; i++) {
sum += arr[i];
}
return sum / size;
}
float calculateVariance(int arr[], int size, float mean) {
float sumSquaredDeviations = 0;
for (int i = 0; i < size; i++) {
float deviation = arr[i] - mean;
sumSquaredDeviations += deviation * deviation;
}
return sumSquaredDeviations / size;
}
int main() {
int dataset[MAX_SIZE];
int size;
printf("Enter the number of elements (max %d): ", MAX_SIZE);
scanf("%d", &size);
printf("Enter %d integers:\n", size);
for (int i = 0; i < size; i++) {
scanf("%d", &dataset[i]);
}
float mean = calculateMean(dataset, size);
float variance = calculateVariance(dataset, size, mean);
printf("Mean of the dataset: %.2f\n", mean);
printf("Variance of the dataset: %.2f\n", variance);
return 0;
}
编译更新后的程序:
gcc mean_calculation.c -o mean_calculation -lm
运行程序并输入示例数据:
./mean_calculation
示例输出:
Enter the number of elements (max 100): 5
Enter 5 integers:
10
20
30
40
50
Mean of the dataset: 30.00
Variance of the dataset: 200.00
代码中的关键点:
calculateVariance
函数,它接受数组、大小和均值作为参数。-lm
标志来链接数学库。在这最后一步中,你将通过对方差取平方根来完成标准差的计算。标准差是统计分析中衡量数据离散程度的一个关键指标。
打开上一个文件进行修改:
cd ~/project
nano mean_calculation.c
用标准差计算更新程序:
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#define MAX_SIZE 100
float calculateMean(int arr[], int size) {
float sum = 0;
for (int i = 0; i < size; i++) {
sum += arr[i];
}
return sum / size;
}
float calculateVariance(int arr[], int size, float mean) {
float sumSquaredDeviations = 0;
for (int i = 0; i < size; i++) {
float deviation = arr[i] - mean;
sumSquaredDeviations += deviation * deviation;
}
return sumSquaredDeviations / size;
}
float calculateStandardDeviation(float variance) {
return sqrt(variance);
}
int main() {
int dataset[MAX_SIZE];
int size;
printf("Enter the number of elements (max %d): ", MAX_SIZE);
scanf("%d", &size);
printf("Enter %d integers:\n", size);
for (int i = 0; i < size; i++) {
scanf("%d", &dataset[i]);
}
float mean = calculateMean(dataset, size);
float variance = calculateVariance(dataset, size, mean);
float standardDeviation = calculateStandardDeviation(variance);
printf("Dataset Statistics:\n");
printf("Mean: %.2f\n", mean);
printf("Variance: %.2f\n", variance);
printf("Standard Deviation: %.2f\n", standardDeviation);
return 0;
}
编译更新后的程序:
gcc mean_calculation.c -o mean_calculation -lm
运行程序并输入示例数据:
./mean_calculation
示例输出:
Enter the number of elements (max 100): 5
Enter 5 integers:
10
20
30
40
50
Dataset Statistics:
Mean: 30.00
Variance: 200.00
Standard Deviation: 14.14
代码中的关键点:
calculateStandardDeviation
函数。sqrt()
来计算标准差。main
函数现在打印所有三个统计量。-lm
标志来链接数学库。在本实验中,你首先学习了如何用C语言计算数据集的均值。均值是一种基本的统计量,代表一组数字的平均值。然后,你扩展了程序,通过对与均值的偏差平方求和来计算方差。方差衡量的是数据集中数字的离散程度。最后,你学习了如何对方差取平方根来计算标准差并打印结果。