ruby z-scoreの計算方法について

Question

カラムにあるの数字のz-score(Z値)の計算方法についての質問です。

前提・実現したいこと

Ruby on Railsで評価システムを作っています。
カラムに入った数値のz-scoreを算出する機能を実装中に以下の問題が発生しました。

発生している問題・エラーメッセージ

求めたい、education_gradeで出力されている数値は以下の写真の通りです。

(*出力されるべき数値は、(id, education_grade)=(1, 1.093), (2, -0.4685), (3, 0.7809), (4, -1.4056)）です。)

該当のソースコード

EvaluateEdu.rb
def self.update_all_education_grade
        all.each do |evaluate_edu|
            evaluate_edu.update(education_grade: evaluate_edu.calc_curriculum_points(evaluate_edu))
        end
     end
        def mean(array)
            array = array.inject(0) { |sum, x| sum += x } / array.size.to_f
        end
        def standard_deviation(array)
            m = mean(array)
            variance = array.inject(0) { |variance, x| variance += (x - m) ** 2 } 
            standard_deviation = Math.sqrt(variance/(array.size))
            # Round floating point to 4 decimals
            format = "%0.4f"
            return format % standard_deviation
        end
        def zscore(array)
            stdev = standard_deviation(array)
            m = mean(array)
            zscore = array.inject(0){ |v| (v - m)}/stdev.to_i 
            # Round floating point to 4 decimals
            format = "%0.4f"
            return format % zscore
        end
    def calc_curriculum_points(evaluate_edu)
    self.zscore(EvaluateEdu.pluck(:curriculum_points))
end

試したこと

・上記の計算式の中でstandard_deviationまでは数値が正しく出力されたので、問題はzscoreのコードにあると思われます。
・zscore = (x(各カラムの値)- mean) / standard_deviation

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

・macbook pro
・vscode
・rails 5
・postgreSQL

Answer 1

z-scoreはarrayの一つ一つについて計算すべきものです。
あと、standard_deviation の返り値が format % standard_deviation とStringになってますが、ここは数値のまま返したほうが良いです。
def zscore(array) stdev = standard_deviation(array) m = mean(array) array.map{ |v| ((v - m)}/stdev).round(4) } end
で、arrayに応じた z-scoreの配列が戻ります。

なお、
mean は array.sum/array.sizeで。

Comments

[shayashi683]

ご回答ありがとうございます !!
いただいた情報を参考に以下のようにコードを書き換えてみたのですが、zscoreの計算結果が全て0で返ってきます。meanとstandard_deviationは問題なく数値が出るのですが、このコードに未だ問題があるのでしょうか？
```def mean(array)
array = array.sum/array.size
end
def standard_deviation(array)
m = mean(array)
variance = array.inject(0) { |variance, x| variance += (x - m) ** 2 }
standard_deviation = Math.sqrt(variance/(array.size)).round(4)
end
def zscore(array)
stdev = standard_deviation(array)
m = mean(array)
zscore = array.map{ |v| ((v - m)/stdev).round(4) }
end```

[winterboum]

arrayの中身は整数ですか？　実数ですか？
整数だと meanが小さめになり、
σが大きめになり、でおかしくなるかも。
array.sum.to_f してください

[shayashi683]

arrayの中身は実数です。現在mean=83, σ=6.4031 となっておりますが、array.sum.to_fを追記してもやはりzscoreは全て0と出てしまいます。

[winterboum]

mean=83, σ=6.4031 というとmin-max　63-103位ですか？

[winterboum]

puts array
puts zscore(array)
の結果見せてください。
多かったら頭の10個ぐらいでよいです。

[shayashi683]

array が　[0.905e2, 0.804e2, 0.884e2, 0.743e2]
zscore(array)が [0.0, 0.0, 0.0, 0.0]
となっております。
(ご返答が遅くなり申し訳ありません。)

[winterboum]

はて、、、
>> def mean(array)
>> array = array.sum/array.size
>> end
=> :mean
>> def standard_deviation(array)
>> m = mean(array)
>> variance = array.inject(0) { |variance, x| variance += (x - m) ** 2 }
>> standard_deviation = Math.sqrt(variance/(array.size)).round(4)
>> end
=> :standard_deviation
>> def zscore(array)
>> stdev = standard_deviation(array)
>> m = mean(array)
>> zscore = array.map{ |v| ((v - m)/stdev).round(4) }
>> end
=> :zscore
>> zscore(array)
=> [1.0981, -0.464, 0.7733, -1.4074]

こうなりましたが