php 实现方差

计算方差的基本概念

方差用于衡量一组数据的离散程度，计算公式为各数据点与均值之差的平方的平均值。对于样本方差，通常使用修正的除数（n-1）。

使用PHP计算方差的方法

方法一：手动计算均值和方差

function calculateVariance(array $numbers) {
    $count = count($numbers);
    if ($count === 0) {
        return 0;
    }
    $mean = array_sum($numbers) / $count;
    $sumOfSquares = 0;
    foreach ($numbers as $number) {
        $sumOfSquares += pow($number - $mean, 2);
    }
    return $sumOfSquares / ($count - 1); // 样本方差
}

方法二：使用统计扩展

如果安装了stats扩展，可直接调用内置函数：

if (extension_loaded('stats')) {
    $variance = stats_variance($numbers);
}

方法三：处理大数据集时的优化

对于大型数组，可采用分段计算减少内存消耗：

function largeArrayVariance(array $numbers) {
    $count = count($numbers);
    $mean = array_sum($numbers) / $count;
    $sumOfSquares = array_reduce($numbers, function($carry, $item) use ($mean) {
        return $carry + pow($item - $mean, 2);
    }, 0);
    return $sumOfSquares / ($count - 1);
}

注意事项

• 输入数组应为数字类型，非数字元素会导致错误
• 空数组返回0或需特殊处理
• 样本方差与总体方差区别在于分母（n-1或n）