在Apache通用数学中是否有一个静态函数来计算高斯函数？

Question

在中有一个类平均值。我希望避免每次计算平均值时实例化一个对象。经过进一步的检查，我发现了一个类StatUtils，它有一个静态函数来计算double[]的平均值。现在我要计算高斯函数。我发现了一个高斯类。但是，我仍然不希望每次要计算函数时都实例化一个对象。是否有类似于静态函数的StatUtils类来计算高斯函数。

我考虑过实例化一个类型为Mean的全局对象，以获得对mean的访问，而不必实例化多个Mean对象，但是当我找到StatUtil时，我更喜欢这种方法。对于高斯问题，即使是全局对象也是不可接受的，因为构造函数需要平均值和σ参数。因此，我仍然需要为每个发行版实例化一个新对象。

我要找的是：

双y=高斯(x，平均值，σ)；

总结一下。

1. 是否有静态函数来计算高斯函数。
2. 是否存在驱动Apache数学库设计的软件设计问题？使用静态函数的StatUtils或Java.Math方法是否有问题。

Answer 1

只要您不需要与原始类相关联的带有导数和参数的基础结构，就可以提取相关的计算(它不包含任何真实的“状态”，而只依赖于您提到的三个参数)，并将其放置到一个静态方法中。

根据原始的高斯类，它应该大致如下所示：

// Based on the Gaussian class from Apache Commons Math
public static double gaussian(double x, double mean, double sigma)
{
    double norm = 1 / (sigma * Math.sqrt(2 * Math.PI));
    double  is = 1 / sigma;
    double i2s2 = 0.5 * is * is;
    double xMinusMean = x - mean;
    return norm * Math.exp(-xMinusMean * xMinusMean * i2s2);
}

Answer 2

你想要概率密度函数PDF还是累积密度函数CDF。PDF由@Marco13 13的答案提供。在大多数统计应用中，CDF是最有趣的，它发现x的概率。

您可以做的是有一个org.apache.commons.math3.distribution.NormalDistribution实例，它意味着0和标准差1。

static NormalDistribution dist = new NormalDistribution();

static double density(double x, double mean, double sd) {
    double scaledx = (x-mean)/sd;
    return dist.density(scaledx);
}

static double cumulativeProbability(double x, double mean, double sd) {
    double scaledx = (x-mean)/sd;
    return dist.cumulativeProbability(scaledx);
}