java 計(jì)算中位數(shù)的實(shí)現(xiàn)方法

更新時(shí)間：2020年08月15日 11:11:02 作者：諸葛_小明

這篇文章主要介紹了java 計(jì)算中位數(shù)的實(shí)現(xiàn)方法，具有很好的參考價(jià)值，希望對(duì)大家有所幫助。一起跟隨小編過來看看吧

最近工作需要要求把python的代碼寫成java版本，python中有一個(gè)np.median（）求中位數(shù)的方法，java決定手寫一個(gè)

先說說什么是中位數(shù)：

中位數(shù)就是中間的那個(gè)數(shù)，

如果一個(gè)集合是奇數(shù)個(gè)，那么中位數(shù)就是按大小排列后，最中間那個(gè)數(shù)，

如果一個(gè)集合是偶數(shù)個(gè)，那么中位數(shù)就是按大小排列后，最中間那2個(gè)數(shù)的平均數(shù)。

比如：

1，2，3，4，5 那中位數(shù)就是3

1，2，3，4，5，6 那中位數(shù)就是（3+4）/2 = 3.5

知道邏輯后方法就很簡(jiǎn)單了下面是代碼

public static void main(String[] args) {
 List<Integer> total = new ArrayList<Integer>();
 total.add(4);
 total.add(2);
 total.add(3);
 total.add(1);
 total.add(5);
 total.add(6);
 double a = median(total);
 System.out.println(a);
}
private static double median(List<Integer> total) {
 double j = 0;
 //集合排序
  Collections.sort(total);
  int size = total.size();
  if(size % 2 == 1){
   j = total.get((size-1)/2);
  }else {
   //加0.0是為了把int轉(zhuǎn)成double類型，否則除以2會(huì)算錯(cuò)
   j = (total.get(size/2-1) + total.get(size/2) + 0.0)/2;
  }
 return j;
}

1. 方法內(nèi)先判斷集合是奇數(shù)還是偶數(shù)，如果是奇數(shù)那么就是第n+1/2個(gè)數(shù) ，也就是下標(biāo)為n-1/2的值，

如果是偶數(shù) 就是第n/2和n/2+1的數(shù)的平均值也就是下標(biāo)為n/2-1和n/2的平均值

2. 該方法傳入的是list集合如果為數(shù)組可以先用Arrays.aslist()方法轉(zhuǎn)換后傳入

補(bǔ)充知識(shí)：Java計(jì)算中位數(shù)、方差、標(biāo)準(zhǔn)差、眾數(shù)

我就廢話不多說了，大家還是直接看代碼吧~

 
import java.text.DecimalFormat;
import java.util.*;
 
/**
 * 數(shù)學(xué)算法（數(shù)學(xué)算法（方差、標(biāo)準(zhǔn)差、中位數(shù)、眾數(shù)））
 * @author 
 *
 */
public class MathAlgorithm {
	private final static double dmax = 999;// Double.MAX_VALUE;//Double類型的最大值，太大的double值，相乘會(huì)達(dá)到無窮大
	private final static double dmin = Double.MIN_VALUE;// Double類型的最小值
	private final static int n = 100;// 假設(shè)求取100個(gè)doubl數(shù)的方差和標(biāo)準(zhǔn)差
 
	public static void main(String[] args) {
		Random random = new Random();
		double[] x = new double[n];
		for (int i = 0; i < n; i++) {// 隨機(jī)生成n個(gè)double數(shù)
			x[i] = Double.valueOf(Math.floor(random.nextDouble() * (dmax - dmin)));
			System.out.println(x[i]);
		}
		// 設(shè)置doubl字符串輸出格式，不以科學(xué)計(jì)數(shù)法輸出
		DecimalFormat df = new DecimalFormat("#,##0.00");// 格式化設(shè)置
		// 計(jì)算方差
		double dV = getVariance(x);
		System.out.println("方差=" + df.format(dV));
		// 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差
		double dS = getStandardDiviation(x);
		System.out.println("標(biāo)準(zhǔn)差=" + df.format(dS));
		
		
		int[] intArr={5,10,15,8,6};
		System.out.println(Arrays.toString(intArr)+" 中位數(shù):"+median(intArr));
		
		int[] intArr2={5,10,15,8,6,7};
		System.out.println(Arrays.toString(intArr2)+" 中位數(shù):"+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("眾數(shù)："+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("眾數(shù)："+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;
	}
 
	/**
	 * 標(biāo)準(zhǔn)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);
	}
	
	/**
	 * 中位數(shù)(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;
	}
	
	/**
	 * 中位數(shù)(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;
	}
	
	/**
	 * 眾數(shù)(int)
	 * 眾數(shù):在一個(gè)數(shù)組中出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù)
	 * 如果存在多個(gè)眾數(shù)，則一起返回
	 * @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++) { // 統(tǒng)計(jì)數(shù)組中每個(gè)數(shù)出現(xiàn)的頻率
      Integer v = freqMap.get(arr[i]);
      // v == null 說明 freqMap 中還沒有這個(gè) arr[i] 這個(gè)鍵
      freqMap.put(arr[i], v == null ? 1 : v + 1);
    }
 
    // 將 freqMap 中所有的鍵值對(duì)（鍵為數(shù)，值為數(shù)出現(xiàn)的頻率）放入一個(gè) ArrayList
    List<Map.Entry<Integer, Integer>> entries = new ArrayList<>(freqMap.entrySet());
    // 對(duì) entries 按出現(xiàn)頻率從大到小排序
    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()); // 排序后第一個(gè) entry 的鍵肯定是一個(gè)眾數(shù)
 
    int size = entries.size();
    for (int i = 1; i < size; i++) {
      // 如果之后的 entry 與第一個(gè) entry 的 value 相等，那么這個(gè) entry 的鍵也是眾數(shù)
      if (entries.get(i).getValue().equals(entries.get(0).getValue())) {
        modalNums.add(entries.get(i).getKey());
      } else {
        break;
      }
    }
 
    return modalNums;
  }
	
	/**
	 * 眾數(shù)(float)
	 * 眾數(shù):在一個(gè)數(shù)組中出現(xiàn)次數(shù)最多的數(shù)
	 * 如果存在多個(gè)眾數(shù)，則一起返回
	 * @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++) { // 統(tǒng)計(jì)數(shù)組中每個(gè)數(shù)出現(xiàn)的頻率
      Integer v = freqMap.get(arr[i]);
      // v == null 說明 freqMap 中還沒有這個(gè) arr[i] 這個(gè)鍵
      freqMap.put(arr[i], v == null ? 1 : v + 1);
    }
 
    // 將 freqMap 中所有的鍵值對(duì)（鍵為數(shù)，值為數(shù)出現(xiàn)的頻率）放入一個(gè) ArrayList
    List<Map.Entry<Float, Integer>> entries = new ArrayList<>(freqMap.entrySet());
    // 對(duì) entries 按出現(xiàn)頻率從大到小排序
    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()); // 排序后第一個(gè) entry 的鍵肯定是一個(gè)眾數(shù)
 
    int size = entries.size();
    for (int i = 1; i < size; i++) {
      // 如果之后的 entry 與第一個(gè) entry 的 value 相等，那么這個(gè) entry 的鍵也是眾數(shù)
      if (entries.get(i).getValue().equals(entries.get(0).getValue())) {
        modalNums.add(entries.get(i).getKey());
      } else {
        break;
      }
    }
 
    return modalNums;
  }
}

以上這篇java 計(jì)算中位數(shù)的實(shí)現(xiàn)方法就是小編分享給大家的全部?jī)?nèi)容了，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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