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Comment calculer une moyenne mobile simple plus rapidement en C #?

Quelle est la bibliothèque/algorithme le plus rapide pour calculer une moyenne mobile simple? J'ai écrit le mien, mais cela prend trop de temps pour un ensemble de données décimal de 330 000 éléments. 

  • période/heure (ms) 
  • 20/300; 
  • 60/1500; 
  • 120/3500.

Voici le code de ma méthode:

public decimal MA_Simple(int period, int ii) {
    if (period != 0 && ii > period) {
        //stp.Start();
        decimal summ = 0;
        for (int i = ii; i > ii - period; i--) {
            summ = summ + Data.Close[i];
        }
        summ = summ / period;
        //stp.Stop();
        //if (ii == 1500) System.Windows.Forms.MessageBox.Show((stp.ElapsedTicks * 1000.0) / Stopwatch.Frequency + " ms");
        return summ;
    } else return -1;
}

Le Data.Close[] est un tableau décimal de taille fixe (1 000 000).

c#algorithmfinancialmoving-average
13
zozed

Votre principal problème est que vous jetez trop d’informations à chaque itération ..__ Si vous voulez courir aussi vite, vous devez conserver un tampon de la même taille que la longueur de l’image.

Ce code exécute des moyennes mobiles pour l'ensemble de votre jeu de données:

(Pas vrai C # mais vous devriez avoir l'idée)

decimal buffer[] = new decimal[period];
decimal output[] = new decimal[data.Length];
current_index = 0;
for (int i=0; i<data.Length; i++)
    {
        buffer[current_index] = data[i]/period;
        decimal ma = 0.0;
        for (int j=0;j<period;j++)
            {
                ma += buffer[j];
            }
        output[i] = ma;
        current_index = (current_index + 1) % period;
    }
return output;

Veuillez noter qu'il peut être tentant de conserver un compteur cumulé en cours d'exécution au lieu de garder la mémoire tampon entière et de calculer la valeur pour chaque itération, mais cela ne fonctionne pas pour de très longues longueurs de données car votre somme cumulée augmentera tellement que l'ajout de petites valeurs supplémentaires entraîner des erreurs d'arrondi.

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Storstamp
    public class MovingAverage  
    {
        private Queue<Decimal> samples = new Queue<Decimal>();
        private int windowSize = 16;
        private Decimal sampleAccumulator;
        public Decimal Average { get; private set; }

        /// <summary>
        /// Computes a new windowed average each time a new sample arrives
        /// </summary>
        /// <param name="newSample"></param>
        public void ComputeAverage(Decimal newSample)
        {
            sampleAccumulator += newSample;
            samples.Enqueue(newSample);

            if (samples.Count > windowSize)
            {
                sampleAccumulator -= samples.Dequeue();
            }

            Average = sampleAccumulator / samples.Count;
        }
    }
9
J.L. Haynes

Si les données sont statiques, vous pouvez prétraiter le tableau pour rendre les requêtes de moyenne mobile très rapides:

decimal[] GetCSum(decimal[] data) {
    decimal csum[] = new decimal[data.Length];
    decimal cursum = 0;
    for(int i=0; i<data.Length; i++) {
        cursum += data[i];
        csum[i] = cursum;
    }
    return csum;
}

Maintenant, le calcul de la moyenne mobile est facile et rapide:

decimal CSumMovingAverage(decimal[] csum, int period, int ii) {
    if(period == 0 || ii <= period)
        return -1;
    return csum[ii] - csum[ii - period];
}
4
nneonneo

Ces jours-ci, la bibliothèque Math DotNet a une classe appelée RunningStatistics qui le fera pour vous. Si vous voulez le faire sur les derniers "X" éléments seulement, utilisez MovingStatistics à la place. 

Les deux calculeront les moyennes, la variance et l'écart-type, à la volée, en un seul passage et sans stocker de copies supplémentaires des données. 

4
Randolpho

La solution actuelle (acceptée) contient une boucle interne. Il serait plus efficace de supprimer cela aussi. Vous pouvez voir comment cela est réalisé ici:

Comment calculer efficacement un écart-type mobile

2
ChrisW
// simple moving average
int moving_average(double *values, double *&averages, int size, int periods)
{
    double sum = 0;
    for (int i = 0; i < size; i ++)
        if (i < periods) {
            sum += values[i];
            averages[i] = (i == periods - 1) ? sum / (double)periods : 0;
        } else {
            sum = sum - values[i - periods] + values[i];
            averages[i] = sum / (double)periods;
        }
    return (size - periods + 1 > 0) ? size - periods + 1 : 0;
}

Une fonction C, 13 lignes de codes, moyenne mobile simple . Exemple d'utilisation:

double *values = new double[10]; // the input
double *averages = new double[10]; // the output
values[0] = 55;
values[1] = 113;
values[2] = 92.6;
...
values[9] = 23;
moving_average(values, averages, 10, 5); // 5-day moving average
1
Sorin

C'est MA que j'utilise dans mon application.

double[] MovingAverage(int period, double[] source)
{
    var ma = new double[source.Length];

    double sum = 0;
    for (int bar = 0; bar < period; bar++)
        sum += source[bar];

    ma[period - 1] = sum/period;

    for (int bar = period; bar < source.Length; bar++)
        ma[bar] = ma[bar - 1] + source[bar]/period
                              - source[bar - period]/period;

    return ma;
}

Une fois que vous l'avez calculée pour l'ensemble de la série de données, vous pouvez saisir une valeur particulière instantanément.

1
Miroslav Popov

Voici comment je l'ai essayé. Mais avertissement que je suis un amateur complet alors cela peut être complètement faux.

List<decimal> MovingAverage(int period, decimal[] Data)
{
     decimal[] interval = new decimal[period];
     List<decimal> MAs = new List<decimal>();

     for (int i=0, i < Data.length, i++)
     {
          interval[i % period] = Data[i];
          if (i > period - 1)
          {
               MAs.Add(interval.Average());
          }
     }
     return MAs;
}

Devrait renvoyer une liste de décimales contenant les moyennes mobiles de vos données.

1
Mahalo Quaker

Comment environQueue? 

using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

public class MovingAverage
{
    private readonly Queue<decimal> _queue;
    private readonly int _period;

    public MovingAverage(int period)
    {
        _period = period;
        _queue = new Queue<decimal>(period);
    }

    public double Compute(decimal x)
    {
        if (_queue.Count >= _period)
        {
            _queue.Dequeue();
        }

        _queue.Enqueue(x);

        return _queue.Average();
    }
}

Usage:

MovingAverage ma = new MovingAverage(3);

foreach(var val in new decimal[1,2,3,4,5,6,7,8,9])
{
   Console.WriteLine(ma.Compute(val));
}
1
koryakinp
/// <summary>
/// Fast low CPU usage moving average based on floating point math
/// Note: This algorithm algorithm compensates for floating point error by re-summing the buffer for every 1000 values
/// </summary>
public class FastMovingAverageDouble
{
    /// <summary>
    /// Adjust this as you see fit to suit the scenario
    /// </summary>
    const int MaximumWindowSize = 100;

    /// <summary>
    /// Adjust this as you see fit
    /// </summary>
    const int RecalculateEveryXValues = 1000;

    /// <summary>
    /// Initializes moving average for specified window size
    /// </summary>
    /// <param name="_WindowSize">Size of moving average window between 2 and MaximumWindowSize 
    /// Note: this value should not be too large and also bear in mind the possibility of overflow and floating point error as this class internally keeps a sum of the values within the window</param>
    public FastMovingAverageDouble(int _WindowSize)
    {
        if (_WindowSize < 2)
        {
            _WindowSize = 2;
        }
        else if (_WindowSize > MaximumWindowSize)
        {
            _WindowSize = MaximumWindowSize;
        }
        m_WindowSize = _WindowSize;
    }
    private object SyncRoot = new object();
    private Queue<double> Buffer = new Queue<double>();
    private int m_WindowSize;
    private double m_MovingAverage = 0d;
    private double MovingSum = 0d;
    private bool BufferFull;
    private int Counter = 0;

    /// <summary>
    /// Calculated moving average
    /// </summary>
    public double MovingAverage
    {
        get
        {
            lock (SyncRoot)
            {
                return m_MovingAverage;
            }
        }
    }

    /// <summary>
    /// Size of moving average window set by constructor during intialization
    /// </summary>
    public int WindowSize
    {
        get
        {
            return m_WindowSize;
        }
    }

    /// <summary>
    /// Add new value to sequence and recalculate moving average seee <see cref="MovingAverage"/>
    /// </summary>
    /// <param name="NewValue">New value to be added</param>
    public void AddValue(int NewValue)
    {
        lock (SyncRoot)
        {
            Buffer.Enqueue(NewValue);
            MovingSum += NewValue;
            if (!BufferFull)
            {
                int BufferSize = Buffer.Count;
                BufferFull = BufferSize == WindowSize;
                m_MovingAverage = MovingSum / BufferSize;
            }
            else
            {
                Counter += 1;
                if (Counter > RecalculateEveryXValues)
                {
                    MovingSum = 0;
                    foreach (double BufferValue in Buffer)
                    {
                        MovingSum += BufferValue;
                    }
                    Counter = 0;
                }
                MovingSum -= Buffer.Dequeue();
                m_MovingAverage = MovingSum / WindowSize;
            }
        }
    }
}
0
tcwicks

Vous n'avez pas besoin de garder une file d'attente en cours d'exécution. Il suffit de choisir la dernière entrée dans la fenêtre et de supprimer l’ancienne entrée. Notez que cela utilise uniquement une boucle et aucun stockage supplémentaire autre qu'une somme.

  // n is the window for your Simple Moving Average
  public List<double> GetMovingAverages(List<Price> prices, int n)
  {
    var movingAverages = new double[prices.Count];
    var runningTotal = 0.0d;       

    for (int i = 0; i < prices.Count; ++i)
    {
      runningTotal += prices[i].Value;
      if( i - n >= 0) {
        var lost = prices[i - n].Value;
        runningTotal -= lost;
        movingAverages[i] = runningTotal / n;
      }
    }
    return movingAverages.ToList();
  }
0
arviman