如何编写扩展函数来返回自定义类型的平均值？

Question

这可能非常简单，但我的尝试（在 Intellisense 和 MSDN 的指导下）都没有达到目标。

如果我有一个包含 3 个 double 的类，我怎样才能得到这些列表的平均值？

class DataPoint
{
    public int time;
    public int X;
    public int Y;
    public int Z;
    // Constructor omitted
}

class Main
{
    List<DataPoint> points = new List<DataPoint>();
    // Populate list
    DataPoint averagePoint = points.Average(someMagicHere);
}

我希望 averagePoint 包含 time、x、y & z 值是组成列表的元素的这些属性的平均值。我该怎么做？我正在努力解决的问题是（我认为）someMagicHere，但我可能一开始就使用了完全错误的方法。

Answer 1

问题并不完全清楚，但听起来您想要的是一个新点 P，其中 PX 是列表中所有点的 X 坐标的平均值，依此类推，是吗？

解决此类问题的一般方法是将其分解：

首先将点列表转换为四个整数列表。

var times = from p in points select p.Time;
var xs = from p in points select p.X;
... and so on ..

或者，如果您更喜欢这种表示法：

var times = points.Select(p=>p.Time);

现在您可以对它们进行平均：

double averageTime = times.Average();
double averageX = xs.Average();
... and so on ...

现在您有了四个值（作为双精度值），您可以使用它们来构造平均点。当然，您必须使用您喜欢的任何舍入方式将双精度数转换为整数。

然而，有一种特殊版本的“平均”，它将选择和平均合并为一个操作。 您可以一步一步说出来

double averageTime = points.Average(p=>p.Time);

对于预测和平均值，

并做到这一点。正如一些人所指出的，这种方法的缺点是序列被枚举四次。这可能不是什么大问题，因为它是一个内存列表，但如果它是一个昂贵的数据库查询，则可能更重要。

另一种方法是在 DataPoint 类上定义加法运算符（如果一般来说对两个点求和是有意义的，但实际上可能没有）。一旦有了加法运算符，计算所有点的总和就很简单了。

无论是否定义加法运算符，都可以使用 Aggregate 来计算所有点的总和，然后将总和的四个字段除以点数。

DataPoint sum = points.Aggregate(
    new DataPoint(0, 0, 0, 0), 
    (agg, point)=> new DataPoint(agg.time + point.time, agg.x + point.x, ... ));

或者，如果您有运算符，只需：

DataPoint sum = points.Aggregate(
    new DataPoint(0, 0, 0, 0), 
    (agg, point)=> agg + point);

现在您有了总和，因此计算平均值很简单。

Answer 2

static class DataPointExtensions
{
 public static DataPoint Average (this IEnumerable<DataPoint> points)
 {
   int sumX=0, sumY=0, sumZ=0, count=0;
   foreach (var pt in points)
   {
      sumX += pt.X;
      sumY += pt.Y;
      sumZ += pt.Z;
      count++;
   }
   // also calc average time?
   if (count == 0)
     return new DataPoint ();
   return new DataPoint {X=sumX/count,Y=sumY/count,Z=sumZ/count};
 }
}

Answer 3

好吧，看来您需要依次取每个投影的平均值

DataPoint averagePoint = new DataPoint{ 
            X = (int)Points.Average(p => X), 
            Y = (int)Points.Average(p => P.Y), 
            Z = (int)Points.Average(p => p.Z), 
            time = (int)Points.Average(p => p.time)
            };

，因为我将其转换为 int，因为您的类型是 int，尽管它们可能应该是 double 或转换更智能地调整你的整数格。

另一种方法是使用运行平均值。它比 Lamperts 慢，并且假设 DataPoint 的支持数据类型是 double。但是，如果点集很大，并且点是随机排序的，则它具有很好的蒙特卡罗收敛性。它还仅枚举一次 List：

var averagePoint = Points.First();
foreach(var point in Points.Skip(1).Select((p,i) => new{ Point = p, Index = i})){
          averagePoint.X = (point.Index * averagePoint.X + p.Point.X)/(point.Index + 1);
          averagePoint.Y = (point.Index * averagePoint.Y + p.Point.Y)/(point.Index + 1);
          averagePoint.Z = (point.Index * averagePoint.Z + p.Point.Z)/(point.Index + 1);
}