如何使用Java實現(xiàn)指定概率的抽獎

更新時間：2023年07月11日 11:43:19 作者：zyan1226

這篇文章主要給大家介紹了關于如何使用Java實現(xiàn)指定概率的抽獎的相關資料,Java抽獎程序的基本原理是通過隨機數(shù)生成器來實現(xiàn)隨機抽獎的功能,文中通過實例代碼介紹的非常詳細,需要的朋友可以參考下

前言

一提到抽獎，很多人就會聯(lián)想到隨機數(shù)這個東西。是的沒錯，那么怎么樣既能實現(xiàn)隨機的抽獎，又可以人為的控制每個獎品的概率呢？往下看。

解決思路

Tip：在實際的業(yè)務場景中，對于獎品概率的配置往往不是直接輸入對應的百分比，而是權重，該值的取值范圍大于等于0即可，那么對應的獎品概率=獎品權重/所有獎品權重合計。這樣做的目的，是在配置時不需要輸入通過人工精確分配的概率百分比，同時也可以規(guī)避總概率不等于100%的人為問題。

解決思路的靈感來源于扇形統(tǒng)計圖和轉盤抽獎，某一項占比越大，那么在圓形上占用的面積越多，在旋轉后被抽中的概率也就越大。我們可以把圓形展開，變成一條線段或者一個矩形，根據(jù)獎品各自的概率（權重）分配其所占用的面積。假設我們的手指就是轉盤抽獎上的指針，此時，手指隨機落在某個獎品區(qū)間內的概率與他的區(qū)間大小是息息相關的。

思路示意圖

上圖中，我們暫且稱0,20,60,110,125為節(jié)點，那么節(jié)點0-20為獎品1所在區(qū)域，20-60為獎品2所在區(qū)域，60-110為獎品3所在區(qū)域，110-125為獎品4所在區(qū)域。此時，生成一個0-125的隨機數(shù)x，那么x的值在哪個獎品的區(qū)間內，抽中的就是哪個獎品。

代碼實現(xiàn)

創(chuàng)建獎品對象

package com.zyan.local.pojo.entity;
import lombok.Data;
import java.io.Serializable;
import java.math.BigDecimal;
/**
 * @author zyan
 * @since 2022/12/16 16:49 星期五
 */
@Data
public class Prize implements Serializable {
    public Prize(Integer id, String name, Integer weight) {
        this.id = id;
        this.name = name;
        this.weight = weight;
    }
    /**
     * id
     */
    private Integer id;
    /**
     * 名稱
     */
    private String name;
    /**
     * 權重
     */
    private Integer weight;
}

核心抽獎方法

Tip：RandomUtil來自hutool第三方庫。

public static Prize lottery(List<Prize> prizeList) {
    //按照權重從小到大排序獎品
    prizeList.sort(Comparator.comparingInt(Prize::getWeight));
    //計算節(jié)點 節(jié)點的數(shù)量比獎品的數(shù)量多一個，即0
    List<Integer> nodeList = new ArrayList<>();
    //第一個節(jié)點為0
    nodeList.add(0);
    for (Prize prize : prizeList) {
        //每一個節(jié)點等于前一個節(jié)點+當前獎品的權重
        nodeList.add(nodeList.get(nodeList.size() - 1) + prize.getWeight());
    }
    //生成 0-結束節(jié)點 的隨機數(shù)
    int randomInt = RandomUtil.randomInt(0, nodeList.get(nodeList.size() - 1));
    //最終抽獎邏輯 此處需要從第二個節(jié)點開始遍歷
    for (int i = 1; i < nodeList.size(); i++) {
        //本次節(jié)點
        Integer endNode = nodeList.get(i);
        //前一個節(jié)點
        Integer startNode = nodeList.get(i - 1);
        //若隨機數(shù)大于等于前一個節(jié)點并且小于本節(jié)點，在prizeList中位于i-1位置的獎品為抽中獎品
        //Tip：比較大小時，左閉右開與左開右閉都可以，不影響整體概率
        if (randomInt >= startNode
                && randomInt < endNode) {
            return prizeList.get(i - 1);
        }
    }
    throw new RuntimeException("程序異常 生成的隨機數(shù)不在任何獎品區(qū)間內");
}

創(chuàng)建模擬數(shù)據(jù)并驗證概率

public static void main(String[] args) {
    List<Prize> prizeList = new ArrayList<>();
    prizeList.add(new Prize(0, "獎品0", 2300));
    prizeList.add(new Prize(1, "獎品1", 200));
    prizeList.add(new Prize(2, "獎品2", 500));
    prizeList.add(new Prize(3, "獎品3", 800));
    prizeList.add(new Prize(4, "獎品4", 800));
    //進行一千次抽獎驗證概率
    List<Prize> lotteryResult = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i <= 1000; i++) {
        lotteryResult.add(lottery(prizeList));
    }
    Map<String, List<Prize>> collect = lotteryResult.stream().collect(Collectors.groupingBy(Prize::getName));
    collect.forEach((k, v) -> System.out.println(k + " 被抽中 " + v.size() + " 次"));
}

打印輸出