java 求加权平均数

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mob649e8156b567 2024-08-09 13:42:23 ©著作权

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Java 求加权平均数

加权平均数是一种常用的统计指标，在数据分析、金融、教育等众多领域都有广泛应用。与普通平均数不同，加权平均数考虑了不同数据点的重要性或权重，这使得它能更准确地反映数据集的特征。在本文中，我们将讨论如何在 Java 中计算加权平均数，同时提供相关代码示例。

什么是加权平均数

加权平均数是根据每个值的权重来计算平均值的过程。其计算公式为：

[ \text{加权平均数} = \frac{\sum (x_i \cdot w_i)}{\sum w_i} ]

其中:

( x_i ) 是第 ( i ) 个数据值
( w_i ) 是第 ( i ) 个数据值的权重

简单来说，加权平均数就是将每个数值乘以其对应的权重后相加，然后将结果除以权重的总和。

加权平均数的应用

在许多实际应用中，计算加权平均数非常重要。例如：

学校成绩：在评估学生成绩时，期末考试可能比平常的课堂测验更重要，这时可以给予期末考试更高的权重。
投资分析：在多种投资中，不同投资的价值和风险也可以通过加权平均数来表述。

代码示例：Java 实现加权平均数

我们将通过一个简单的 Java 类来演示如何计算加权平均数。以下是我们的类图：

classDiagram
    class WeightedAverageCalculator {
        +double calculateWeightedAverage(double[] values, double[] weights)
    }

实现代码

public class WeightedAverageCalculator {

    /**
     * 计算加权平均数
     *
     * @param values 数据值数组
     * @param weights 权重数组
     * @return 加权平均数
     */
    public double calculateWeightedAverage(double[] values, double[] weights) {
        if (values.length != weights.length) {
            throw new IllegalArgumentException("Values and weights must be of the same length.");
        }

        double weightedSum = 0.0;
        double weightSum = 0.0;

        for (int i = 0; i < values.length; i++) {
            weightedSum += values[i] * weights[i];
            weightSum += weights[i];
        }

        if (weightSum == 0) {
            throw new ArithmeticException("Weight sum must not be zero.");
        }

        return weightedSum / weightSum;
    }

    public static void main(String[] args) {
        WeightedAverageCalculator calculator = new WeightedAverageCalculator();

        double[] values = {80, 90, 100};
        double[] weights = {0.2, 0.5, 0.3};

        double weightedAverage = calculator.calculateWeightedAverage(values, weights);
        System.out.println("加权平均数: " + weightedAverage);
    }
}

代码解析

类定义：我们定义了一个名为 WeightedAverageCalculator 的类。
方法 calculateWeightedAverage：这个方法接受两个数组，values（数据值）和 weights（权重）。首先检查两个数组长度是否相同，若不相等则抛出 IllegalArgumentException。
加权和计算：通过循环遍历数组，计算加权和以及权重总和。
返回值：最后，返回加权平均数。如果权重总和为零，则抛出 ArithmeticException。
主方法：在 main 方法中，我们创建了一个 WeightedAverageCalculator 的实例，并调用 calculateWeightedAverage 方法来计算加权平均数，最后输出结果。