Как найти среднее число в джава

В нашей жизни мы далеко не всегда используем точные цифры, да это и не каждый раз удобно. Некоторые результаты обобщают, выражая среднее значение, особенно когда речь идет о статистике, прогнозах и отчетах. Это может быть и среднее время в пути, и средняя успеваемость ученика, и средняя заработная плата на предприятии, и средняя температура по больнице (в последнем примере мы, разумеется, шутим). Но как бы там не было, мы должны знать, как быстро и точно посчитать среднее арифметическое число. Об этом — наша статья. Дополнительно рассмотрим на примерах, как вычисляет среднее арифметическое число компилятор языка программирования Java.

На практике формулу о том, как найти или вычислить среднее арифметическое, изучают в пятом классе. Что же, давайте освежим знания, полученные в далеком (а для кого-то и в недалеком) детстве.  

Что такое среднее арифметическое? Формула нахождения числа

Средним арифметическим некоторого множества чисел называют сумму всех этих чисел, разделенных на общее количество слагаемых. То есть искомое значение вычисляет следующая формула:

В примере ниже мы считаем среднее арифметическое трех простейших чисел:

• 2,
• 3,
• 4.

Давайте обозначим сре днее арифметическое латинской буквой «m» и вычислим сумму вводимых чисел:

2 + 3 + 4 = 9.

А чтобы рассчитать среднее арифмети ческое, останется разделить эту сумму на три. Таким образом, формулу нахождения можно представить следующим образом:

И все? Так просто?

И да, и нет. Если углубляться в математику, мы узнаем, что существуют различные способы вычисления, однако мы не будем усложнять вышесказанное и ограничимся стандартной формулой:

Что здесь что:

• x — это наше среднее арифметическое;
• x_n — конкретное значение числа;
• n — общее количество значений.

У такой формулы есть много плюсов:

• прекрасный выбор при нормальном распределении значений в существующей выборке;
• интуитивная доступность;
• посчитать легко и просто.

Однако с математической точки зрения тут существуют и минусы:

• используя эту формулу, довольно сложно представить распределение введенных значений;
• есть вероятность запутаться в различных величинах.

Теперь давайте посмотрим, как расчет среднего числа может выглядеть в программном коде. Заодно и проверим пример выше ;-):

public class Main {

    public static void main(String[] args) {

        int[] nums = {2, 3, 4};

        int result = 0;

        for (int m : nums) {

            result += m;

        }

        System.out.println(«Значение среднего арифметического равно: » + result / nums.length);

    }

}

Можно было легко догадаться, что мы получим 3, значит вышеописанная формула нахождения среднего арифметического числа находит правильный результат.

На деле вы можете ввести в код выше какие угодно значения чисел, а также изменить количество введенных чисел. Однако если надо вычислить более точный результат (это особенно актуально для ввода ряда чисел с десятичным значением), тип данных в Java надо будет изменить на double:

Источники:

• https://skysmart.ru/articles/mathematic/kak-najti-srednee-arifmeticheskoe;
• https://www.examclouds.com/ru/java/java-core-russian/srednee-arifmeticheskoye.

Все это выглядит чрезвычайно просто. Если же вы ищете действительно сложные и продвинутые решения по Java-программированию, обратите внимание на программу Java-курса в Otus:

Средним арифметическим множества чисел называют сумму всех этих чисел, разделенных на общее количество слагаемых. В Java найти среднее арифметическое можно при помощи цикла или используя стримы. Рассмотрим пример с циклом:

class App {
    public static double average(int[] numbers) {
        var length = numbers.length;
        var sum = 0;

        // Находим сумму всех чисел
        for (double num : numbers) {
            sum += num;
        }
        // И делим её на количество слагаемых
        return sum / length;
    }
}

App.average(new int[] {1, 2, 3}); // 2.0

Также можно использовать стримы. Рассмотрим вариант на стримах

import java.util.Arrays;

class App {
    public static double average(int[] numbers) {
        Arrays.stream(numbers).average().getAsDouble();
    }
}

App.average(new int[] {1, 2, 3}); // 2.0

When the number is not big, everything seems just right. But if it isn’t, great caution is required to achieve correctness.

Take double as an example:

If it is not big, as others mentioned you can just try this simply:

doubles.stream().mapToDouble(d -> d).average().orElse(0.0);

However, if it’s out of your control and quite big, you have to turn to BigDecimal as follows (methods in the old answers using BigDecimal actually are wrong).

doubles.stream().map(BigDecimal::valueOf).reduce(BigDecimal.ZERO, BigDecimal::add)
       .divide(BigDecimal.valueOf(doubles.size())).doubleValue();

Enclose the tests I carried out to demonstrate my point:

    @Test
    public void testAvgDouble() {
        assertEquals(5.0, getAvgBasic(Stream.of(2.0, 4.0, 6.0, 8.0)), 1E-5);
        List<Double> doubleList = new ArrayList<>(Arrays.asList(Math.pow(10, 308), Math.pow(10, 308), Math.pow(10, 308), Math.pow(10, 308)));
        // Double.MAX_VALUE = 1.7976931348623157e+308
        BigDecimal doubleSum = BigDecimal.ZERO;
        for (Double d : doubleList) {
            doubleSum =  doubleSum.add(new BigDecimal(d.toString()));
        }
        out.println(doubleSum.divide(valueOf(doubleList.size())).doubleValue());
        out.println(getAvgUsingRealBigDecimal(doubleList.stream()));
        out.println(getAvgBasic(doubleList.stream()));
        out.println(getAvgUsingFakeBigDecimal(doubleList.stream()));
    }

    private double getAvgBasic(Stream<Double> doubleStream) {
        return doubleStream.mapToDouble(d -> d).average().orElse(0.0);
    }

    private double getAvgUsingFakeBigDecimal(Stream<Double> doubleStream) {
        return doubleStream.map(BigDecimal::valueOf)
                .collect(Collectors.averagingDouble(BigDecimal::doubleValue));
    }

    private double getAvgUsingRealBigDecimal(Stream<Double> doubleStream) {
        List<Double> doubles = doubleStream.collect(Collectors.toList());
        return doubles.stream().map(BigDecimal::valueOf).reduce(BigDecimal.ZERO, BigDecimal::add)
                .divide(valueOf(doubles.size()), BigDecimal.ROUND_DOWN).doubleValue();
    }

As for Integer or Long, correspondingly you can use BigInteger similarly.