Statistik mit Bash

Mittelwert, Median und Varianz, diese Kenngrößen von Messwerten brauchte ich. Da ich sowieso im Terminal unterwegs war schrieb ich mir schnell diese (teilweise ineinandergreifenden) Skripte zusammen - und schrieb sie selbst, weil die Messwerte aus negativen und Kommazahlen bestanden (und ich auf die schnelle keine damit zurechtkommende Implementierung fand).

Mittelwert

mittelwert.sh

#!/bin/bash
#Calculate the mean of the arguments
#Formula: sum_1_to_n(x_i)/n

if [[ $# -eq 0 ]];then
    echo "No arguments found. Exiting." >&2
    exit 1
fi

sum=0
n="$#"

while [[ "$#" -gt 0 ]];do
	value="$1"
	sum=$(echo "$sum + $value" | bc -l)
	shift
done
echo "$sum / $n" | bc -l

Median

median.sh

#!/bin/bash

#Calculate the median of the arguments
#Formula: Var(X)=x_(n/2)    if n even
#         Var(X)=x_((n+1)/2)     else 

if [[ $# -eq 0 ]];then
    echo "No arguments found. Exiting." >&2
    exit 1
fi

sorted_args=($(sort.pl $*))
n="$#"

if [[ $((n%2)) -eq 0 ]];then
    mid=$((n / 2))
else
    mid=$(( (n+1) / 2))
fi

mid=$((mid-1))
echo ${sorted_args[$mid]}

sort.pl

#!/usr/bin/perl

#Sort given arguments

use strict;
use warnings;

my @sorted_numbers = sort {$a <=> $b} @ARGV;
print "@sorted_numbers\
";

Für den Median habe ich Perl zuhilfe genommen, statt einen Sortieralgorithmus selbst zu implementieren. sort -n kam mit den negativen Kommazahlen nicht zurecht.

Varianz

varianz.sh

#!/bin/bash

#Calculate the sample variance (empiristische Varianz) of the arguments
#Formula: (1/n-1)*(sum_1_to_n(x_i²)-n*mittelwert(X)²)

if [[ $# -eq 0 ]];then
    echo "No arguments found. Exiting." >&2
    exit 1
fi

n="$#"
mittelwert=$(mittelwert.sh $*)
factor=$(echo "1 / ($n -1)" | bc -l)
sum=0
for i in $*;do
    sum=$(echo "$i*$i+$sum" | bc -l)
done
echo "$factor*($sum-($n*($mittelwert*$mittelwert)))" | bc -l