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［ 簡単な説明 ］ 標準統計量を計算するライブラリです。 本ライブラリの本体は、stat( ) ですが、データ処理を行うのに有用な数値用のクイックソートルーチンと、データのスワップルーチンを準備しました。 stat( )は、数多くの統計量を計算するため、多くのパラメータを引数として要求しますが、実使用においては不要なパラメータも多いと思います。ソースを適当に改造して使用してください。 |
| 関数名 | 関数の機能 | 呼び出し例 | ||
| sorti1( ) | int 型データ | 昇順ソート | sorti1(a, n); | |
| sorti2( ) | 降順ソート | sorti2(a, n); | ||
| sortii1( ) | 間接昇順ソート | sortii1(a, n, jun); | ||
| sortii2( ) | 間接降順ソート | sortii2(a, n, jun); | ||
| sortd1( ) | double 型データ | 昇順ソート | sortd1(a, n); | |
| sortd2( ) | 降順ソート | sortd2(a, n); | ||
| sortdi1( ) | 間接昇順ソート | sortdi1(a, n, jun); | ||
| sortdi2( ) | 間接降順ソート | sortdi2(a, n, jun); | ||
| swapi( ) | データ入替え | int 型データ | swapi(&a, &b); | |
| swapd( ) | double 型データ | swapd(&a, &b); | ||
| swapc( ) | char 型データ | swapc(&a, &b); | ||
| swapx( ) | Complex 型データ | swapx(&a, &b); | ||
| stat( ) | 基本統計量計算 | stat(a, n, &min, &max, &, &sum, &sum2, &ave, &gmean, &hmean, &amad, &s, &v, &st, &uv, &squv, &cv, &sk, &ku); |
||
| min | : 最小値 | minimum | ||
| max | : 最大値 | maximum | ||
| amp | : 中点値 | mid point | ||
| sum | : 総和 | total, sum | ||
| sum2 | : 二乗和 | sum of square | ||
| ave | : 算術平均値 | arithmetic mean | ||
| gmean | : 幾何平均値 | geometric mean | ||
| hmean | : 調和平均値 | harmonic mean | ||
| amad | : 平均絶対偏差 | mean absolute deviation | ||
| s | : 偏差平方和 | sum of square of deviation | ||
| v | : 分散 | variance | ||
| st | : 標準偏差 | standard deviation | ||
| uv | : 不偏分散 | unbiased estimate of population variance | ||
| squv | : 不偏分散平方根 | square root of UV | ||
| cv | : 算術平均に対する 変動係数 | coefficient of variance | ||
| sk | : 歪度 | skewness | ||
| ku | : 尖度 | kurtosis | ||
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/* basstat.c */
#include <stdio.h>
#include "sslib.h"
void sorti1(int a[], int n)
{
int i, j, k, l, r, s, x, w, st1[32], st2[32];
if(n <= 1)
{
fprintf(stderr, "Error : n <= 1 in sorti1()\n");
return;
}
s = 0;
st1[0] = 0;
st2[0] = n - 1;
do
{
l = st1[s];
r = st2[s];
s--;
if(r - l < 11)
{
i = l;
while(i < r)
{
k = i++;
j = i;
while(*(a + k) > *(a + j))
{
w = *(a + k);
*(a + k) = *(a + j);
*(a + j) = w;
if(j <= l + 1) break;
j = k--;
}
}
}
else
{
for(;;)
{
i = l;
j = r;
x = *(a + (int)((l + r) / 2));
for(;;)
{
while(x > *(a + i)) i++;
while(*(a + j) > x) j--;
if(i > j) break;
w = *(a + i);
*(a + i++) = *(a + j);
*(a + j--) = w;
if(i > j) break;
}
if(j - l < r - i)
{
if(i < r)
{
s++;
st1[s] = i;
st2[s] = r;
}
r = j;
}
else
{
if(l < j)
{
s++;
st1[s] = l;
st2[s] = j;
}
l = i;
}
if(l >= r) break;
}
}
} while(s >= 0);
return;
}
void sorti2(int a[], int n)
{
int *p, *q, w;
if(n <= 1)
{
fprintf(stderr, "Error : n <= 1 in sorti2()\n");
return;
}
sorti1(a, n);
p = a;
q = a + n - 1;
while(p < q)
{
w = *p;
*p++ = *q;
*q-- = w;
}
return;
}
void sortii1(int a[], int n, int jun[])
{
int i, j, k, l, *p, r, s, w, x, st1[32], st2[32];
if(n <= 1)
{
fprintf(stderr, "Error : n <= 1 in sortii1()\n");
return;
}
for(i = 0, p = jun; i < n; i++) *p++ = i;
s = 0;
st1[0] = 0;
st2[0] = n - 1;
do
{
l = st1[s];
r = st2[s];
s--;
if(r - l < 11)
{
i = l;
while(i < r)
{
k = i++;
j = i;
while(*(a + *(jun + k)) > *(a + *(jun + j)))
{
w = *(jun + k);
*(jun + k) = *(jun + j);
*(jun + j) = w;
if (j <= l + 1) break;
j = k--;
}
}
}
else
{
for(;;)
{
i = l;
j = r;
x = *(a + *(jun + (int)((l + r) / 2)));
for(;;)
{
while(x > *(a + *(jun + i))) i++;
while(*(a + *(jun + j)) > x) j--;
if(i > j) break;
w = *(jun + i);
*(jun + i++) = *(jun + j);
*(jun + j--) = w;
if(i > j) break;
}
if(j - l < r - i)
{
if(i < r)
{
s++;
st1[s] = i;
st2[s] = r;
}
r = j;
}
else
{
if(l < j)
{
s++;
st1[s] = l;
st2[s] = j;
}
l = i;
}
if(l >= r) break;
}
}
} while(s >= 0);
return;
}
void sortii2(int a[], int n, int jun[])
{
int *p, *q, w;
if(n <= 1)
{
fprintf(stderr, "Error : n <= 1 in sortii2()\n");
return;
}
sortii1(a, n, jun);
p = jun;
q = jun + n - 1;
while(p < q)
{
w = *p;
*p++ = *q;
*q-- = w;
}
return;
}
void sortd1(double a[], int n)
{
int i, j, k, l, r, s, st1[32], st2[32];
double x, w;
if(n <= 1)
{
fprintf(stderr, "Error : n <= 1 in sortd1()\n");
return;
}
s = 0;
st1[0] = 0;
st2[0] = n - 1;
do
{
l = st1[s];
r = st2[s];
s--;
if(r - l < 11)
{
i = l;
while(i < r)
{
k = i++;
j = i;
while(*(a + k) > *(a + j))
{
w = *(a + k);
*(a + k) = *(a + j);
*(a + j) = w;
if(j <= l + 1) break;
j = k--;
}
}
}
else
{
for(;;)
{
i = l;
j = r;
x = *(a + (int)((l + r) / 2));
for(;;)
{
while(x > *(a + i)) i++;
while(*(a + j) > x) j--;
if(i > j) break;
w = *(a + i);
*(a + i++) = *(a + j);
*(a + j--) = w;
if(i > j) break;
}
if(j - l < r - i)
{
if(i < r)
{
s++;
st1[s] = i;
st2[s] = r;
}
r = j;
}
else
{
if(l < j)
{
s++;
st1[s] = l;
st2[s] = j;
}
l = i;
}
if(l >= r) break;
}
}
} while(s >= 0);
return;
}
void sortd2(double a[], int n)
{
double *p, *q, w;
if(n <= 1)
{
fprintf(stderr, "Error : n <= 1 in sortd2()\n");
return;
}
sortd1(a, n);
p = a;
q = a + n - 1;
while(p < q)
{
w = *p;
*p++ = *q;
*q-- = w;
}
return;
}
void sortdi1(double a[], int n, int jun[])
{
int i, j, k, l, *p, r, s, w, st1[32], st2[32];
double x;
if(n <= 1)
{
fprintf(stderr, "Error : n <= 1 in sortdi1()\n");
return;
}
for(i = 0, p = jun; i < n; i++) *p++ = i;
s = 0;
st1[0] = 0;
st2[0] = n - 1;
do
{
l = st1[s];
r = st2[s];
s--;
if(r - l < 11)
{
i = l;
while(i < r)
{
k = i++;
j = i;
while(*(a + *(jun + k)) > *(a + *(jun + j)))
{
w = *(jun + k);
*(jun + k) = *(jun + j);
*(jun + j) = w;
if(j <= l + 1) break;
j = k--;
}
}
}
else
{
for(;;)
{
i = l;
j = r;
x = *(a + *(jun + (int)((l + r) / 2)));
for(;;)
{
while(x > *(a + *(jun + i))) i++;
while(*(a + *(jun + j)) > x) j--;
if(i > j) break;
w = *(jun + i);
*(jun + i++) = *(jun + j);
*(jun + j--) = w;
if(i > j) break;
}
if(j - l < r - i)
{
if(i < r)
{
s++;
st1[s] = i;
st2[s] = r;
}
r = j;
}
else
{
if(l < j)
{
s++;
st1[s] = l;
st2[s] = j;
}
l = i;
}
if(l >= r) break;
}
}
} while(s >= 0);
return;
}
void sortdi2(double a[], int n, int jun[])
{
int *p, *q, w;
if(n <= 1)
{
fprintf(stderr, "Error : n <= 1 in sortdi2()\n");
return;
}
sortdi1(a, n, jun);
p = jun;
q = jun + n - 1;
while(p < q)
{
w = *p;
*p++ = *q;
*q-- = w;
}
return;
}
int stat(double a[], int n, double *min, double *max, double *amp, double *sum, double *sum2, double *ave, double *gmean, double *hmean, double *amad, double *s, double *v, double *st, double *uv, double *squv, double *cv, double *sk, double *ku)
{
double dn, *p, sum3, sum4, w, w3;
int flag, i;
if(n < 2)
{
fprintf(stderr, "Error : n < 2 in stat()\n");
return -1;
}
dn = (double)n;
*min = *max = a[0];
*sum = *sum2 = sum3 = sum4 = 0.;
for(i = 0, p = a; i < n; i++, p++)
{
if(*min > *p) *min = *p;
else if(*max < *p) *max = *p;
*sum += *p;
*sum2 += (w = *p * *p);
}
*amp = (*min + *max) / 2.;
*ave = *sum / dn;
for(i = 0, *amad = 0., p = a; i < n; i++, p++)
{
*amad += fabs(w = *p - *ave);
sum3 += (w3 = w * w * w);
sum4 += (w3 * w);
}
*amad /= dn;
*v = *sum2 / dn - *ave * *ave;
*s = *v * dn;
*st = sqrt(*v);
*uv = *s / (dn - 1.);
*squv = sqrt(*uv);
*cv = sqrt(*v) / *ave * 100.;
*sk = sum3 / dn / *st / *st / *st;
*ku = sum4 / dn / *v / *v;
for(i = 0, p = a, flag = 0, *gmean = *hmean = 0.; i < n; i++, p++)
{
if(*p == 0.)
{
fprintf(stderr, "Warning : (data) = 0 in geometric & harmonic mean calculation of stat()\n");
flag = 1;
break;
}
if(*p < 0.)
{
fprintf(stderr, "Warning : (data) < 0 in geometric mean calculation of stat()\n");
flag = 1;
break;
}
*gmean += log(*p);
*hmean += 1. / *p;
}
if(flag)
{
*gmean = *hmean = 0.;
return 1;
}
*gmean = exp(*gmean / dn);
*hmean = dn / *hmean;
return 0;
}
void swapi(int *a, int *b)
{
int w;
w = *a;
*a = *b;
*b = w;
return;
}
void swapd(double *a, double *b)
{
double w;
w = *a;
*a = *b;
*b = w;
return;
}
void swapc(char *a, char *b)
{
char w;
w = *a;
*a = *b;
*b = w;
return;
}
void swapx(Complex *a, Complex *b)
{
Complex w;
w = *a;
*a = *b;
*b = w;
return;
}
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