Kotlin二维数组计算mean by column

基础概念

Kotlin 是一种现代的静态类型编程语言，它运行在 Java 虚拟机（JVM）上，并且可以与 Java 完全互操作。在 Kotlin 中，二维数组通常是由多个一维数组组成的列表。计算二维数组按列的平均值（mean by column）意味着要计算每一列所有元素的平均值。

类型

在 Kotlin 中，二维数组可以用 Array<Array<Int>> 或 Array<Array<Double>> 等类型表示，具体取决于数组中元素的类型。

应用场景

计算二维数组按列的平均值在数据分析、机器学习、图像处理等领域非常常见。例如，在处理图像数据时，可能需要计算每个像素列的平均亮度。

示例代码

以下是一个 Kotlin 函数，用于计算二维数组按列的平均值：

fun calculateColumnMean(matrix: Array<DoubleArray>): DoubleArray {
    val rowCount = matrix.size
    val colCount = matrix[0].size
    val columnMeans = DoubleArray(colCount)

    for (j in 0 until colCount) {
        var sum = 0.0
        for (i in 0 until rowCount) {
            sum += matrix[i][j]
        }
        columnMeans[j] = sum / rowCount
    }

    return columnMeans
}

// 示例使用
val matrix = arrayOf(
    doubleArrayOf(1.0, 2.0, 3.0),
    doubleArrayOf(4.0, 5.0, 6.0),
    doubleArrayOf(7.0, 8.0, 9.0)
)

val means = calculateColumnMean(matrix)
println(means.joinToString()) // 输出: 4.0, 5.0, 6.0

可能遇到的问题及解决方法

问题：数组为空或列数为零

原因：如果传入的二维数组为空，或者数组中的某个一维数组长度为零，将导致除以零的错误。

解决方法：在计算之前，检查数组是否为空，以及每个一维数组的长度是否大于零。

fun calculateColumnMean(matrix: Array<DoubleArray>): DoubleArray {
    if (matrix.isEmpty() || matrix[0].isEmpty()) {
        throw IllegalArgumentException("Matrix is empty or has empty columns")
    }
    // ... 剩余代码 ...
}

问题：数据类型不匹配

原因：如果数组中的元素类型不是 Double，而是 Int 或其他类型，可能会导致精度丢失或类型转换错误。

解决方法：确保数组中的元素类型一致，并在需要时进行类型转换。

fun calculateColumnMean(matrix: Array<IntArray>): DoubleArray {
    val rowCount = matrix.size
    val colCount = matrix[0].size
    val columnMeans = DoubleArray(colCount)

    for (j in 0 until colCount) {
        var sum = 0.0
        for (i in 0 until rowCount) {
            sum += matrix[i][j].toDouble()
        }
        columnMeans[j] = sum / rowCount
    }

    return columnMeans
}