10个Java函数，快速计算平均值和标准差
在Java中，计算平均值和标准差（或方差）是一个非常常见的任务。这两个指标可以描述一组数据的中心趋势和分布情况。在本文中，我们将介绍10个Java函数，用于快速计算平均值和标准差。
1. Math类中的mean函数
Math类是Java提供的标准数学库。mean函数是该类中的一个静态函数，用于计算一组数的平均值。该函数的定义如下：
public static double mean(double[] a)
其中，a是包含要计算平均值的数值数组。mean函数将返回该数组所有元素的平均值。
2. Math类中的sqrt函数
在计算标准差时，需要使用平均值和方差。为了计算方差，需要计算每个值与平均值之差的平方和。计算完成后，需要计算方差的平方根，即标准差。Math类中的sqrt函数可以用于计算平方根。该函数的定义如下：
public static double sqrt(double a)
其中，a是要计算平方根的数值。sqrt函数将返回该数值的平方根。
3. Apache Commons Math中的StatUtils类中的mean函数
Apache Commons Math是一个Java数学库，提供了很多常用的数学函数。其中包括StatUtils类，该类提供了计算平均值、标准差等统计指标的函数。mean函数是该类中的一个静态函数，用于计算一组数的平均值。该函数的定义如下：
public static double mean(double[] values)
其中，values是包含要计算平均值的数值数组。mean函数将返回该数组所有元素的平均值。
4. Apache Commons Math中的StatUtils类中的variance函数
方差是一组数据与其平均数之间差异的平方和的均值。为了计算标准差，需要先计算方差。Apache Commons Math中的StatUtils类中的variance函数可以用于计算方差。该函数的定义如下：
public static double variance(double[] values)
其中，values是包含要计算方差的数值数组。variance函数将返回该数组所有元素的方差。
5. Apache Commons Math中的StatUtils类中的standardDeviation函数
标准差是方差的平方根。Apache Commons Math中的StatUtils类中的standardDeviation函数可以用于计算标准差。该函数的定义如下：
public static double standardDeviation(double[] values)
其中，values是包含计算标准差的数值数组。standardDeviation函数将返回该数组所有元素的标准差。
6. Apache Commons Math中的SummaryStatistics类
Apache Commons Math中的SummaryStatistics类可以用于快速计算一组数据的统计指标，包括最大值、最小值、平均值、方差、标准差等。该类的定义如下：
public final class SummaryStatistics implements Serializable
使用该类，可以在添加了一组数据后，直接使用getMean()和getStdDev()等函数获取平均值和标准差。
7. Jama库中的Matrix类的getMean函数
Jama是一个Java矩阵库，提供了矩阵运算、线性代数等基础数学功能。Matrix类是该库的一个核心类，提供矩阵相关的函数。getMean函数是Matrix类中的一个函数，用于计算矩阵中所有元素的平均值。该函数的定义如下：
public double getMean()
Matrix类中还有其他计算统计指标的函数，包括getVariance()和getStandardDeviation()等函数。
8. Apache Commons Math中的DescriptiveStatistics类
Apache Commons Math中的DescriptiveStatistics类可以用于计算一组数据的统计指标，包括最大值、最小值、平均值、方差、标准差等。该类的定义如下：
public class DescriptiveStatistics extends AbstractStorelessUnivariateStatistic
在添加数据后，可以使用该类中的getMean()和getStandardDeviation()等函数获取平均值和标准差。
9. Java 8中的Stream API
Java 8引入了Stream API，用于支持函数式编程和并行处理。使用Stream API，可以快速计算一组数据的平均值和标准差。以下是一个示例：
double[] data = {1, 2, 3, 4, 5};
double mean = Arrays.stream(data).average().getAsDouble();
double stdDev = Math.sqrt(Arrays.stream(data).map(x -> (x - mean) * (x - mean)).average().getAsDouble());
该示例中，使用Arrays.stream()将double数组转换为Stream对象，利用average()函数计算平均值，利用map()函数计算每个数与平均值之差的平方，并使用average()函数计算方差。最后，使用Math.sqrt()函数计算标准差。
10. Apache Commons Math中的Moments类
Apache Commons Math中的Moments类提供了一些计算一组数据的统计指标的函数，包括平均值、方差、标准差等。该类的定义如下：
public class Moments
以下是一个示例：
double[] data = {1, 2, 3, 4, 5};
Moments moments = new Moments();
moments.incrementAll(data);
double mean = moments.getMean();
double stdDev = Math.sqrt(moments.getVariance());
该示例中，使用Moments类的incrementAll()函数添加数据，使用getMean()和getVariance()函数计算平均值和方差。最后，使用Math.sqrt()函数计算标准差。
总结
上述10个Java函数都可以用于快速计算一组数据的平均值和标准差。它们的实现方式不同，适用于不同的场景。在选择函数时，需要考虑计算数据的类型、处理数据的方式和程序的性能要求等因素。