STDDEV_SAMP 関数を超えた！ MariaDB で標準偏差を計算する高度なテクニック

構文

STDDEV_SAMP(expr)

• expr は、数値列または式を指定します。

例

SELECT STDDEV_SAMP(salary) FROM employees;

上記のクエリは、employees テーブル内の salary 列のサンプル標準偏差を計算します。

詳細

STDDEV_SAMP 関数は、以下の点に注意する必要があります。

• サンプル標準偏差は、母集団標準偏差よりもわずかに小さい値になる傾向があります。これは、サンプルサイズが母集団サイズよりも小さい場合に発生するためです。
• expr 列または式に数値以外の値が含まれている場合、関数はエラーを返します。
• expr 列または式に NULL 値が含まれている場合、関数は NULL 値を返します。

以下の例は、STDDEV_SAMP 関数を使用して、サンプル標準偏差を計算する方法を示しています。

import mariadb

# データベースへの接続
conn = mariadb.connect(
    host="localhost",
    user="username",
    password="password",
    database="database_name"
)

# カーソルの作成
cursor = conn.cursor()

# クエリの実行
cursor.execute("SELECT STDDEV_SAMP(salary) FROM employees;")

# 結果の取得
result = cursor.fetchone()

# サンプル標準偏差の表示
print(result[0])

# データベース接続のクローズ
conn.close()

上記のコードは、employees テーブル内の salary 列のサンプル標準偏差を計算し、結果を表示します。

STDDEV_SAMP 関数は、MariaDB の SQL ステートメントと構造において、サンプル標準偏差を計算するために使用されます。サンプル標準偏差は、データセット内の値の分散の程度を測定する統計量です。

---

特定の列におけるサンプル標準偏差の計算

この例では、employees テーブルの salary 列と age 列のサンプル標準偏差を計算します。

SELECT
  STDDEV_SAMP(salary) AS salary_stddev,
  STDDEV_SAMP(age) AS age_stddev
FROM employees;

このクエリは、以下の結果を返します。

salary_stddev | age_stddev
-------------+------------
25000.00000 | 10.00000

WHERE 句を使用したサンプル標準偏差の計算

この例では、employees テーブル内の department 列が 'Sales' である従業員の salary 列のサンプル標準偏差を計算します。

SELECT STDDEV_SAMP(salary) AS salary_stddev
FROM employees
WHERE department = 'Sales';

このクエリは、Sales 部門の従業員の給与のサンプル標準偏差のみを含む結果を返します。

GROUP BY 句を使用したサンプル標準偏差の計算

この例では、employees テーブルを department 列でグループ化し、各部門の salary 列のサンプル標準偏差を計算します。

SELECT department, STDDEV_SAMP(salary) AS salary_stddev
FROM employees
GROUP BY department;

このクエリは、各部門の department 列とサンプル標準偏差 (salary_stddev) を含む結果を返します。

サブクエリを使用したサンプル標準偏差の計算

この例では、employees テーブルの salary 列のサンプル標準偏差を計算し、その値を average_salary サブクエリの結果と比較します。

SELECT
  STDDEV_SAMP(salary) AS salary_stddev,
  (SELECT AVG(salary) FROM employees) AS average_salary
FROM employees;

このクエリは、給与のサンプル標準偏差と平均給与の両方を含む結果を返します。

この例では、employees テーブルと departments テーブルを結合し、各部門の salary 列のサンプル標準偏差を計算します。

SELECT
  d.department_name,
  STDDEV_SAMP(e.salary) AS salary_stddev
FROM employees AS e
JOIN departments AS d ON e.department_id = d.department_id
GROUP BY d.department_name;

---

VAR_SAMP 関数と SQRT 関数の組み合わせ

VAR_SAMP 関数は、サンプル分散を計算します。サンプル分散は、標準偏差の二乗です。したがって、VAR_SAMP 関数の結果の平方根を取ることで、サンプル標準偏差を計算することができます。

SELECT SQRT(VAR_SAMP(salary)) AS salary_stddev
FROM employees;

このクエリは、STDDEV_SAMP 関数と同じ結果を返します。

ユーザー定義関数 (UDF)

標準偏差を計算するユーザー定義関数 (UDF) を作成することもできます。これは、より複雑な標準偏差の計算が必要な場合に役立ちます。

CREATE FUNCTION stddev(expr)
RETURNS REAL
DETERMINISTIC
BEGIN
  DECLARE sample_mean REAL;
  DECLARE sample_variance REAL;
  DECLARE row_count INT;

  SELECT AVG(expr), VAR_SAMP(expr), COUNT(*)
  INTO sample_mean, sample_variance, row_count
  FROM employees;

  IF row_count > 1 THEN
    RETURN SQRT(sample_variance);
  ELSE
    RETURN NULL;
  END IF;
END;

上記の UDF は、employees テーブルの salary 列のサンプル標準偏差を計算します。この UDF を次のように使用することができます。

SELECT stddev(salary) AS salary_stddev
FROM employees;

MariaDB には標準で含まれていない統計関数を提供する外部ライブラリもいくつかあります。これらのライブラリを使用すると、より高度な標準偏差の計算を実行することができます。

他のデータベースシステムには、MariaDB の STDDEV_SAMP 関数とは異なる標準偏差関数が用意されている場合があります。これらの関数の使用方法については、それぞれのデータベースシステムのドキュメントを参照してください。