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Z-Score-Standardisierung

Zentriere ein Merkmal auf 0 und skaliere es auf eine Standardabweichung von 1.

Das lernst du

  • Mittelwert und Standardabweichung berechnen
  • Ein Merkmal zentrieren und skalieren
  • Varianz null behandeln

Problem

Die Standardisierung skaliert ein Merkmal auf Mittelwert 0 und Standardabweichung 1, womit viele Modelle (und der Gradientenabstieg) am besten arbeiten:

z = (x - mean) / std

Verwende die Populations-Standardabweichung: std = √(Σ(x - mean)² / n). Ist std gleich 0 (alle Werte gleich), gib für jeden Wert 0 zurück.

Implementiere z_scores(values).

Eingabe

values: Die Werte eines Merkmals.

Ausgabe

Gib den Z-Score jedes Werts in derselben Reihenfolge zurück.

Einschränkungen

1 ≤ Länge ≤ 10.000

-1.000.000 ≤ jeder Wert ≤ 1.000.000

Beispiele

Beispiel 1
Eingabe:
values = [2.0, 4.0, 4.0, 4.0, 5.0, 5.0, 7.0, 9.0]

Erwartete Ausgabe:
expected = [-1.5, -0.5, -0.5, -0.5, 0.0, 0.0, 1.0, 2.0]
Eingabe:
std::vector<double> values = {2.0, 4.0, 4.0, 4.0, 5.0, 5.0, 7.0, 9.0};

Erwartete Ausgabe:
std::vector<double> expected = {-1.5, -0.5, -0.5, -0.5, 0.0, 0.0, 1.0, 2.0};
Eingabe:
double[] values = new double[] {2.0, 4.0, 4.0, 4.0, 5.0, 5.0, 7.0, 9.0};

Erwartete Ausgabe:
double[] expected = new double[] {-1.5, -0.5, -0.5, -0.5, 0.0, 0.0, 1.0, 2.0};

Erläuterung

Der Mittelwert ist 40 / 8 = 5 und die Populations-Standardabweichung √(32 / 8) = 2, also 2 → (2 - 5) / 2 = -1.5, 4 → -0.5, 5 → 0, 7 → 1 und 9 → 2. Ergebnis: [-1.5, -0.5, -0.5, -0.5, 0, 0, 1, 2].

Beispiel 2
Eingabe:
values = [3.0, 3.0]

Erwartete Ausgabe:
expected = [0.0, 0.0]
Eingabe:
std::vector<double> values = {3.0, 3.0};

Erwartete Ausgabe:
std::vector<double> expected = {0.0, 0.0};
Eingabe:
double[] values = new double[] {3.0, 3.0};

Erwartete Ausgabe:
double[] expected = new double[] {0.0, 0.0};

Erläuterung

Beide Werte entsprechen dem Mittelwert, also ist die Standardabweichung 0 und beide Z-Scores sind 0.

Referenzen

Diese Aufgabe wurde für CodeUtility angepasst. Beachte die oben genannten Vorgaben und Einschränkungen.

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