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在Java编程中，经常需要对集合中的数据进行分组，并计算每个组内的平均值。本文将介绍如何使用Java编程语言计算集合中每个分组的平均值，提供了详细的示例和解释。

问题描述

假设我们有一个包含多个元素的集合（例如List、数组等），需要将这个集合中的数据按照某种规则进行分组，并计算每个分组内元素的平均值。这种需求在数据分析、统计学、机器学习等领域中非常常见。

解决方法

1. 使用Map进行分组

首先，我们可以使用Map数据结构来进行分组，其中键表示组别，值表示该组内的元素列表。然后，遍历每个分组，计算其平均值。

```java

import java.util.*;

public class GroupAverageCalculator {

  public static Map calculateGroupAverages(List data, List groups) {

      // 创建一个Map来存储分组及其对应的元素列表

      Map<String, List> groupMap = new HashMap();

   

      // 初始化分组Map

      for (String group : groups) {

          groupMap.put(group, new ArrayList());

      }

   

      // 将数据按照分组放入Map中

      for (int i = 0; i < data.size(); i++) {

          String group = groups.get(i);

          double value = data.get(i);

          groupMap.get(group).add(value);

      }

   

      // 计算每个分组的平均值

      Map groupAverages = new HashMap();

      for (Map.Entry<String, List> entry : groupMap.entrySet()) {

          String group = entry.getKey();

          List values = entry.getValue();

          double sum = 0;

          for (double value : values) {

              sum += value;

          }

          double average = sum / values.size();

          groupAverages.put(group, average);

      }

   

      return groupAverages;

  }

  public static void main(String[] args) {

      List data = Arrays.asList(10.0, 20.0, 30.0, 15.0, 25.0, 35.0);

      List groups = Arrays.asList("A", "A", "B", "B", "C", "C");

      Map groupAverages = calculateGroupAverages(data, groups);

      System.out.println("Group averages: " + groupAverages);

  }

}

```

2. 使用Stream API简化计算过程

Java 8引入的Stream API可以简化集合操作，包括分组和聚合操作。我们可以使用Stream API来计算集合中每个分组的平均值。

```java

import java.util.*;

import java.util.stream.*;

public class GroupAverageCalculator {

  public static Map calculateGroupAverages(List data, List groups) {

      return IntStream.range(0, data.size())

              .boxed()

              .collect(Collectors.groupingBy(groups::get, Collectors.averagingDouble(data::get)));

  }

  public static void main(String[] args) {

      List data = Arrays.asList(10.0, 20.0, 30.0, 15.0, 25.0, 35.0);

      List groups = Arrays.asList("A", "A", "B", "B", "C", "C");

      Map groupAverages = calculateGroupAverages(data, groups);

      System.out.println("Group averages: " + groupAverages);

  }

}

```

注意事项：

- 确保分组数据和元素数据的对应关系正确，否则会导致计算错误。

- 注意处理空集合和空分组的情况，避免出现空指针异常或其他错误。

应用场景：

- 数据分析：对数据进行分组并计算分组平均值，以便进行数据分析和可视化。

- 统计学：在统计学中，经常需要对数据进行分组并计算各组的平均值、中位数等统计量。

- 机器学习：在机器学习领域，常常需要对数据进行预处理，包括数据分组和特征提取等操作。

在Java编程中，计算集合中每个分组的平均值是一个常见的需求。通过使用Map进行分组，并遍历计算每个分组的平均值，或者利用Java 8引入的Stream API来简化操作，我们可以轻松地实现这一功能。在实际应用中，根据数据量和性能要求选择合适的方法进行计算，以提高程序的效率和可维护性。