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Java實現按比抽獎功能

需求是要做幾個小遊戲的抽獎功能,需要根據不同的遊戲有不同的抽獎規則,其中也有很多共性,可歸納為只按獎品佔比抽取、獎品佔比與獎品數量抽取、分段抽取,為方便起見將這些的抽獎的規則統一封裝到了工具類中。抽獎的核心邏輯使用的叫做離散演算法實現的。

一.概述

使用離散演算法即根據獎品佔比進行分段,然後再產生隨機數匹配所對應的區間。
首先定義Prize獎品實體類,類中有prizeName(獎品名稱)、prizeWeight(獎品比重)、prizeCount(獎品數量)屬性,下面是核心的程式碼:

 /**
   * 按比例隨機抽取一項
   * @param list 獎品列表
   * @return 型別值
   */
  public static String ratioExtract(List<Prize> list) {
    //非空判斷
    if (list==null || list.size()<1) {
      return null;
    }
    //佔比之和
    double sum=0.00;
    //分段陣列(20,30,60)
    double[] subArray=new double[list.size()+1];
    //將概率分段
    for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
      subArray[i]=sum;
      //這裡除要考慮獎品所佔比重外還要將獎品數量計算分段其中
      sum+=list.get(i).getPrizeWeight()*list.get(i).getPrizeCount();
    }
    //加上取最大的值
    subArray[subArray.length-1]=sum;

    /* 產生隨機數 */
    Random random=new Random();
    double rand = random.nextDouble()*sum;

    //返回字元
    String field=null;
    for (int i = 0; i < subArray.length; i++) {
      if (i==subArray.length-1) {
        return field;
      }
      if (rand>=subArray[i] && rand<subArray[i+1]) {
        field=list.get(i).getPrizeName();
        break;
      }
    }
    return field;
  }

二、測試

以下是完整的抽獎工具類

import lombok.Data;
import org.apache.commons.lang.math.RandomUtils;

import java.util.List;
import java.util.Random;

/**
 * @Description: 抽獎工具類
 * @author: xiake
 * @Date: 2020/1/5 13:23
 * @ModifiedDate:2020/1/5 13:23
 * @Copyright: miaoxaike.com
 */
public class PrizeMathRandom {

  /**
   * 按比例隨機抽取一項
   * @param fieldArray 型別值陣列
   * @param proportions 與型別值對應 的佔比值
   * @return 型別值
   */
  public static String ratioExtract(String[] fieldArray,double[] proportions) {
    //判斷兩個陣列長度是否相等
    if(fieldArray.length!=proportions.length) {
      return "兩陣列長度不相等,無法執行";
    }

    //佔比之和
    double sum=0.00;
    //分段陣列(20,60)
    double[] subArray=new double[proportions.length+1];
    //將概率分段
    for (int i = 0; i < proportions.length; i++) {
      subArray[i]=sum;
      sum+=proportions[i];
    }
    //加上取最大的值
    subArray[subArray.length-1]=sum;
    Random random=new Random();
    /* 產生隨機數 區間為 (0,sum)*/
    double rand = random.nextDouble()*sum;
    //返回字元
    String field=null;
    for (int i = 0; i < subArray.length; i++) {
      if (rand>=subArray[i] && rand<subArray[i+1]) {
        field=fieldArray[i];
      }
    }
    return field;
  }

  /**
   * 按比例隨機抽取一項
   * @param list 獎品列表
   * @return 型別值
   */
  public static String ratioExtract(List<Prize> list) {
    //非空判斷
    if (list==null || list.size()<1) {
      return null;
    }
    //佔比之和
    double sum=0.00;
    //分段陣列(20,60)
    double[] subArray=new double[list.size()+1];
    //將概率分段
    for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
      subArray[i]=sum;
      sum+=list.get(i).getPrizeWeight()*list.get(i).getPrizeCount();
    }
    //加上取最大的值
    subArray[subArray.length-1]=sum;

    /* 產生隨機數 */
    Random random=new Random();
    double rand = random.nextDouble()*sum;

    //返回字元
    String field=null;
    for (int i = 0; i < subArray.length; i++) {
      if (i==subArray.length-1) {
        return field;
      }
      if (rand>=subArray[i] && rand<subArray[i+1]) {
        field=list.get(i).getPrizeName();
        break;
      }
    }
    return field;
  }


  /**
   * 雙重分段抽取,* @param fieldArray 分段陣列,引數值用"-"組裝(例: {"6-14","14-23","23-32","32-40"})
   * @param proportions 每段出現的概率
   * @return 返回按比例抽取後,分段範圍內的隨機一個值
   */
  public static Integer ratioExtractDouble(String[] fieldArray,double[] proportions) {
    String string = ratioExtract(fieldArray,proportions);
    String[] split = string.split("-");
    int result = RandomUtils.nextInt(Integer.parseInt(split[1]))+Integer.parseInt(split[0]);
    return result;
  }

  @Data
  @NoArgsConstructor
  @AllArgsConstructor
  class Prize{
    //獎品名稱
    private String prizeName;
    //獎品佔比
    private double prizeWeight;
    //獎品數量
    private int prizeCount;
  }
}

除了核心的實現方法外另外還補充了兩個擴充的方法為滿足遊戲規則所用。下面簡單做個測試

public static void main(String[] args) {
    //初始化獎品資訊
    List<Prize> prizeList=new ArrayList<>();
    prizeList.add(new Prize("一等獎",1,1));
    prizeList.add(new Prize("二等獎",3,4));
    prizeList.add(new Prize("三等獎",6,5));

    for (int i = 0; i < 12; i++) {
      Prize prize = ratioExtract(prizeList);
      if (prize!=null){
        System.out.println("第"+(i+1)+"次,抽中 "+prize.getPrizeName()+" 剩餘獎品數量="+prize.getPrizeCount());
      }else {
        System.out.println("第"+(i+1)+"次,獎品已抽完");
      }

    }
  }

執行效果如下

實現的方法很簡單,可能還有些不合理的地方,但也足以滿足當前需求了。基本上都是對陣列與隨機數的使用就不詳細講解了,有問題歡迎在評論區留言!

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