从文件中读取方差计算

Question

@Jerry Coffin

我明白了逻辑， while(File>>value)//当刚刚从文件中获取的输入为 true 时 ....进行计算。 然而，当我实现这个时，计数器只转到 1 & 。它的价值非常高。有时是错误的，但我不知道是什么。该文件有效

File.open(FileName, ifstream::in);  
while(File>>value){  
    ++counter;  
    sum += value;  
    sumsqr+= value * value;  
}  
average=sum/counter;  
variance = sumsqr/counter - average*average;  
File.close();  

，这是我使用“text.txt”的输入文件的内容 23244564 1486415241250586205864104818638684840823244564 1486415241250586205864104818638684840823244564 1486415241250586205864104818638684840823244564 1486415241250586205864104818638684840823244564 1486415241250586205864104818638684840823244564 1486415241250586205864104818638684840823244564 1486415241250586205864104818638684840823244564 1486415241250586205864104818638684840823244564 1486415241250586205864104818638684840823244564 14864152412505862058641048186386848408

Answer 1

可悲的是，（至少）三个答案引用了您的 while (!File.eof()) ，而没有评论这完全是错误的事实。你想要的是这样的：

while (File>>value) {
    ++counter;
    sum += value;
    sumsqr += value * value;
}
average = sum/counter;
variance = sumsqr/counter - average * average;

使用 while (!File.eof()) 的错误是阴险的——你通常会得到看起来合理的结果，实际上相当< /em> 接近正确。问题是，直到您尝试从文件中读取数据之后，eof() 才会变为 true，并且尝试读取失败。当它失败时，value仍将具有您读取的最后一个值，因此它的行为就像列表中的最后一个数字确实出现了两次（例如，如果您的文件包含21个数字，则您的循环将执行 22 次，在第 22 次迭代时，它将再次使用第 21 次数字）。这会稍微影响你的计算，但通常还不足以立即显而易见——几乎是最糟糕的错误类型。

编辑：这是一个完整的测试程序：

#include <fstream>
#include <iostream>

double variance(std::istream &File) {
    double value, average, sum, counter, sumsqr, variance;
    while (File>>value) {
        ++counter;
        sum += value;
        sumsqr += value * value;
    }
    average = sum/counter;
    variance = sumsqr/counter - average * average;
    return variance;
}

double variance2(std::istream &File) {
    double value, average, sum, counter, sumsqr, variance;
    while (!File.eof()) {
        ++counter;
        File >> value;
        sum += value;
        sumsqr += value * value;
    }
    average = sum/counter;
    variance = sumsqr/counter - average * average;
    return variance;
}

int main() { 
    std::ifstream in("data.txt");
    double v1 = variance1(in);
    in.clear();
    in.seekg(0);
    double v2 = variance2(in);

    std::cout << "Using \"while (file>>value)\"" << v1 << "\n";
    std::cout << "Using \"while (!file.eof())\"" << v2 << "\n";
    return 0;
}

这里有一些测试数据：

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

当我对该数据运行此程序时，我得到：

Using "while (file>>value)": 8.25 
Using "while (!file.eof())": 9.17355

交叉检查，我使用两组数据在 Excel 中进行了计算：

1           1
2           2
3           3
4           4
5           5
6           6
7           7
8           8
9           9
10          10
8.25        10
            9.173553719

作为 每列都是公式对前面的数据执行“VARP”的结果。请注意，我的函数与 Excel 为正确的输入数据生成的函数相匹配。使用 while (!file.eof()) 的函数与 Excel 生成的结果相匹配，并重复最后一个数字。

我什至无法开始猜测发生了什么使循环仅运行一次并读取错误的值。如果无法猜测或重现问题，恐怕我无法提供太多有关如何解决问题的有用建议。

Answer 2

您对方差的计算完全错误。用统计术语来说，方差是

E(x^2) - [E(x)^2]

所以摆脱第二个循环（我什至不确定你认为它的作用）并将第一个循环更改为：

while(!File.eof()){
    counter++;
    value = File.get();
    sum += value;
    sumsqr += value*value;
}
average = sum/counter;
variance = (sumsqr/counter) - (average*average);

---

编辑：Jerry Coffin 的 答案甚至更好，因为它演示了 eof() 的问题。

Answer 3

你可以这样写

variance=counter*(average*average)

Answer 4

在第二个 !File.eof() 循环中，您没有从文件中读取。方差不是数值与平均值之差的平方和吗？您的循环根本不查看文件中的值。此外，使用整数变量表示总和、平均值和方差可能会导致不准确；您可能需要使用 double 来代替。

Answer 5

while(!File.eof()){
        variance +=(average*average);
    }

上面几行似乎没有多大意义。您没有在该 while 块中阅读任何内容。该 while 块预计不会终止。

Answer 6

好吧，如果问题不限制您可以使用哪些库，我建议使用 Boost Accumulators 使此类事情变得微不足道。

您可以获得方差、均值以及您想要的任何其他基本统计值。他们在使用long double时遇到一些问题，但除此之外他们都很棒！