解析Java中1000个常用类：DoubleSummaryStatistics类，你学会了吗？

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在数据处理中，特别是在处理数值数据时，统计信息（如平均值、最大值、最小值、总和等）是非常重要的。Java 提供了一个便捷的工具类 DoubleSummaryStatistics，用于收集关于双精度浮点数值流的统计信息。

1. `DoubleSummaryStatistics` 类概述

1.1 定义

DoubleSummaryStatistics 类是 java.util 包中的一个工具类，用于收集关于双精度浮点数（double）的统计信息。定义如下：

public class DoubleSummaryStatistics implements DoubleConsumer {
    private long count;
    private double sum;
    private double sumCompensation; // Low order bits of sum
    private double simpleSum; // Used to compute sum of squares
    private double min = Double.POSITIVE_INFINITY;
    private double max = Double.NEGATIVE_INFINITY;

    // 构造方法
    public DoubleSummaryStatistics() {
        // 初始化代码
    }

    // 常用方法省略...
}

1.2 主要特点

统计信息收集：能够收集计数、总和、最小值、最大值、平均值等统计信息。
实现了 DoubleConsumer 接口：可以作为流操作中的终端操作。
线程不安全：不是线程安全的，需要在单线程或外部同步的环境中使用。

2. 常用方法

2.1 构造方法

DoubleSummaryStatistics 提供了默认构造方法来初始化统计信息。

public DoubleSummaryStatistics()

2.2 `accept(double value)`

accept 方法用于记录一个新的值到统计信息中。

public void accept(double value)

示例：

DoubleSummaryStatistics stats = new DoubleSummaryStatistics();
stats.accept(1.0);
stats.accept(2.0);
stats.accept(3.0);

2.3 `combine(DoubleSummaryStatistics other)`

combine 方法用于将另一个 DoubleSummaryStatistics 的统计信息合并到当前对象中。

public void combine(DoubleSummaryStatistics other)

示例：

DoubleSummaryStatistics stats1 = new DoubleSummaryStatistics();
stats1.accept(1.0);
stats1.accept(2.0);

DoubleSummaryStatistics stats2 = new DoubleSummaryStatistics();
stats2.accept(3.0);
stats2.accept(4.0);

stats1.combine(stats2);

2.4 `getCount()`

getCount 方法用于返回统计的元素数量。

public final long getCount()

示例：

long count = stats.getCount();

2.5 `getSum()`

getSum 方法用于返回统计的总和。

public final double getSum()

示例：

double sum = stats.getSum();

2.6 `getMin()`

getMin 方法用于返回统计的最小值。

public final double getMin()

示例：

double min = stats.getMin();

2.7 `getMax()`

getMax 方法用于返回统计的最大值。

public final double getMax()

示例：

double max = stats.getMax();

2.8 `getAverage()`

getAverage 方法用于返回统计的平均值。

public final double getAverage()

示例：

double average = stats.getAverage();

3. 使用示例

以下是使用 DoubleSummaryStatistics 类进行统计信息收集和计算的示例代码：

3.1 基本使用

import java.util.DoubleSummaryStatistics;

public class DoubleSummaryStatisticsExample {
    public static void main(String[] args) {
        DoubleSummaryStatistics stats = new DoubleSummaryStatistics();

        stats.accept(1.0);
        stats.accept(2.0);
        stats.accept(3.0);
        stats.accept(4.0);
        stats.accept(5.0);

        System.out.println("Count: " + stats.getCount());
        System.out.println("Sum: " + stats.getSum());
        System.out.println("Min: " + stats.getMin());
        System.out.println("Max: " + stats.getMax());
        System.out.println("Average: " + stats.getAverage());
    }
}

运行上述代码，将输出：

Count: 5
Sum: 15.0
Min: 1.0
Max: 5.0
Average: 3.0

3.2 与 Java Stream 结合使用

DoubleSummaryStatistics 类可以与 Java Stream API 结合使用，以便在流操作中收集统计信息。

import java.util.DoubleSummaryStatistics;
import java.util.stream.DoubleStream;

public class StreamDoubleSummaryStatisticsExample {
    public static void main(String[] args) {
        DoubleStream stream = DoubleStream.of(1.0, 2.0, 3.0, 4.0, 5.0);
        DoubleSummaryStatistics stats = stream.summaryStatistics();

        System.out.println("Count: " + stats.getCount());
        System.out.println("Sum: " + stats.getSum());
        System.out.println("Min: " + stats.getMin());
        System.out.println("Max: " + stats.getMax());
        System.out.println("Average: " + stats.getAverage());
    }
}

运行上述代码，将输出：

Count: 5
Sum: 15.0
Min: 1.0
Max: 5.0
Average: 3.0

3.3 合并多个统计信息

import java.util.DoubleSummaryStatistics;

public class CombineDoubleSummaryStatisticsExample {
    public static void main(String[] args) {
        DoubleSummaryStatistics stats1 = new DoubleSummaryStatistics();
        stats1.accept(1.0);
        stats1.accept(2.0);

        DoubleSummaryStatistics stats2 = new DoubleSummaryStatistics();
        stats2.accept(3.0);
        stats2.accept(4.0);

        stats1.combine(stats2);

        System.out.println("Count: " + stats1.getCount());
        System.out.println("Sum: " + stats1.getSum());
        System.out.println("Min: " + stats1.getMin());
        System.out.println("Max: " + stats1.getMax());
        System.out.println("Average: " + stats1.getAverage());
    }
}

运行上述代码，将输出：

Count: 4
Sum: 10.0
Min: 1.0
Max: 4.0
Average: 2.5

4. 应用场景

4.1 数据分析

在数据分析中，DoubleSummaryStatistics 类可以用来快速计算大量双精度浮点数数据的统计信息，如平均值、总和、最大值和最小值。

4.2 流数据处理

在处理流数据时，DoubleSummaryStatistics 类可以与 Java Stream API 结合使用，以便在流操作中收集统计信息，简化代码。

4.3 性能监控

在性能监控系统中，可以使用 DoubleSummaryStatistics 类来收集和计算性能指标（如响应时间、处理时间等）的统计信息，以便进行分析和优化。

5. 性能考虑

使用 DoubleSummaryStatistics 类进行统计信息收集时，需要注意以下几点：

线程安全：DoubleSummaryStatistics 不是线程安全的，在多线程环境中使用时需要额外的同步措施。
内存开销：在处理大规模数据时，注意内存开销，确保统计信息收集不会导致内存不足。
性能优化：在需要频繁进行统计计算的场景中，可以考虑预先处理部分数据，以减少计算开销。

6. 总结

DoubleSummaryStatistics 类在 Java 中提供了一个强大的工具，用于收集和计算双精度浮点数值流的统计信息。