C++で算術平均（平均値）を求める方法

算術平均とは、いわゆる「数値の平均」のことです。本記事では、C++を使って複数の数値から算術平均を求める方法を解説します。

ここで作成する関数は、数値の集合（配列）とその要素数を受け取ります。処理内容はシンプルで、各要素をすべて足し合わせ、最後に要素数で割るだけです。

算術平均の基本式

算術平均は次の式で表されます。

算術平均 = （全要素の合計） ÷ （要素数）

アルゴリズム

arithmeticMean(dataset, n)

まず、処理の手順を擬似コードで確認しましょう。

begin
   sum := 0
   for each element e from dataset, do
      sum := sum + e
   done
   return sum/n
end

手順は以下の通りです。

1. 合計値を格納する変数 sum を 0 で初期化する
2. データセット内の各要素 e を順番に sum に加算していく
3. すべての要素を加算し終えたら、sum を要素数 n で割った値を返す

C++での実装例

それでは、実際にC++のコードを見てみましょう。

#include<iostream>
using namespace std;
float arithmetic_mean(float data[], int size) {
   float sum = 0;
   for(int i = 0; i<size; i++) {
      sum += data[i];
   }
   return sum/size;
}
main() {
   float data_set[] = {25.3, 45.21, 78.56, 96.21, 22.12, 36.97};
   cout << "Mean: " << arithmetic_mean(data_set, 6);
}

このプログラムでは、arithmetic_mean 関数が float 型の配列とそのサイズを受け取ります。for ループで配列の全要素を加算し、最後に要素数で割った結果を返しています。main 関数では6つの実数からなるデータセットを用意し、関数を呼び出して平均値を出力します。

実行結果

Mean: 50.7283

{25.3, 45.21, 78.56, 96.21, 22.12, 36.97} の合計は 304.37 となり、これを要素数 6 で割ると約 50.7283 が得られます。

補足：より安全な実装について

上記のコードは理解のためのシンプルな例ですが、実用的なプログラムでは以下の点に注意するとより堅牢になります。

- 要素数チェック： size が 0 の場合、ゼロ除算が発生するため、事前に判定してエラー処理を行う
- main関数の戻り値： 標準規格では main は int 型を返すべきため、int main() と宣言するのが望ましい
- オーバーフロー対策： 大量のデータや大きな値を扱う場合は、double 型や long double 型の使用を検討する

このように、算術平均の計算は「合計を求めて要素数で割る」という基本的な操作だけで実装できます。統計処理やデータ分析の入門として、ぜひ実際にコードを書いて試してみてください。