C++ 包装器类用于计算移动平均值

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引言

有时您需要计算某个数量的移动平均值。在本文中，我将描述帮助您计算移动平均值的包装类。有多种方法可以计算移动平均值，例如简单移动平均值、加权移动平均值和指数移动平均值。由于时间限制，我只实现了前两种。

背景

维基百科上有一篇关于移动平均线的好文章：Wikipedia。但是，我将在这里简单介绍一下。

当您测量平均值时，您正在测量整个数据范围内数量的平均值。有时，仅测量最后 N 个样本值的平均值是有用的。例如，交易者可能想知道某只股票过去七天的平均价格，并且他/她每天都想要这个值。这将通过计算移动平均值来完成。每次将新样本添加到数据中时，我们需要丢弃最旧的样本，将新样本添加到数据中并计算平均值。

加权移动平均值是简单移动平均值的修改版本，其中可以根据应用或分析为每个样本分配权重。通常，最近的样本被分配最高的权重，而最近最远的样本被分配最低的权重。

指数加权移动平均值是加权移动平均值的另一种版本，其中权重呈指数增加或减少。

我有两个 C++ 包装类 - CSimpleMovingAverage 用于简单移动平均，CWeightedMovingAverage 用于加权移动平均。这两个类都派生自 CMovingAverage，因此它们提供统一的接口。这样，有人可以将更复杂的移动平均值添加到“库”中。

Using the Code

为了使用 CSimpleMovingAverage 或 CWeightedMovingAverage，您必须首先像这样创建对象

CSimpleMovingAverage movingAvgCtr;

这两个类仅实现两种方法，这两种方法都非常容易理解

virtual void AddSample(const float a_fSample) = 0;
virtual float GetAverage() const = 0;

默认情况下，这些类将测量最近 10 个样本的平均值。假设您想要更大的样本间隔，您可以将所需的样本大小传递给构造函数

CSimpleMovingAverage movingAvgCtr(20);

现在要开始获取平均值，您需要使用 AddSample 方法添加样本

movingAvgCtr.AddSample(44.5);

您可以使用 GetAverage() 方法在任何时间点获得移动平均值。

实现细节

在内部，样本使用 STL 队列容器维护。由于在获取 N 个样本后，我们需要丢弃最近最少的样本并添加新样本，因此我发现队列的 push、pop、front 和 back 操作在编码时非常直观。

关注点

我编写此代码的原因是，当我需要它时，我在网上找不到任何 C++ 代码。我知道这些类在某些方面有所欠缺。在 CWeightedMovingAverage 中，我为最近的样本分配了最高的权重，有人可能想要反过来，为最近最少的样本分配最高的权重（为什么？这取决于应用程序，不幸的是我对统计的理解不是很好，所以我不知道）。当然，库中也缺少指数移动平均。

我的弱点之一是我没有编写足够的自动化测试用例。在 *main.cpp* 中，我编写了一个最简单的测试用例，我用它来验证代码的正确性。当我在数据中包含负样本值时，我得到了加权移动平均线的奇怪值。我不确定这是代码中的错误还是预期结果？

历史

• 2009 年 4 月 28 日：初始发布