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PHP 生成随机红包算法_后端开发

2019-12-22后端开发ki4网23°c
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基本思绪

在随机数生成方面,我自创了这位博主 @凄惨的大爷 的思绪:

原文:比方要把 1 个红包分给 N 个人,实际上就是相当于要获得 N 个百分比数据 前提是这 N 个百分比之和 = 100/100。这 N 个百分比的均匀值是 1/N。 而且这 N 个百分比数据相符一种正态分布(多数值比较靠近均匀值)。

解读:比方我有 1000 块钱,发 50 个红包,就先随机出 50 个数,然后算出这 50 个数的均值 avg,用 avg/(1/N),就获得了一个基数 mixrand ,然后用随机出的那 50 个数离别去除以 mixrand ,获得每一个数相对基数的百分比 randVal ,然后用 randVal 乘以 1000 块钱,就能够获得每一个红包的细致金额了。

算法完成

Talk is cheap, show me your code!

中心生成算法:

<?php
/*
 * Note: 红包生成随机算法
 */
class Reward
{
    public $rewardMoney;        // 红包金额、单位元
    public $rewardNum;          // 红包数目
    // 实行红包生成算法
    public function splitReward($rewardMoney, $rewardNum, $max, $min)
    {
        // 传入红包金额和数目,由于小数在盘算历程中会涌现很大偏差,所以我们直接把金额放大100倍,背面的盘算悉数用整数举行
        $min = $min * 100;
        $max = $max * 100;
        // 预留出一部分钱作为偏差赔偿,保证每一个红包至少有一个最小值
        $this->rewardMoney = $rewardMoney * 100 - $rewardNum * $min;
        $this->rewardNum = $rewardNum;
        // 盘算出发出红包的均匀几率值、准确到小数4位。
        $avgRand = 1 / $this->rewardNum;
        $randArr = [];
        // 定义生成的数据总合sum
        $sum = 0;
        $t_count = 0;
        while ($t_count < $rewardNum) {
            // 随机产出四个区间的额度
            $c = rand(1, 100);
            if ($c < 15) {
                $t = round(sqrt(mt_rand(1, 1500)));
            } else if ($c < 65) {
                $t = round(sqrt(mt_rand(1500, 6500)));
            } else if ($c < 95) {
                $t = round(sqrt(mt_rand(6500, 9500)));
            } else {
                $t = round(sqrt(mt_rand(9500, 10000)));
            }
            ++$t_count;
            $sum += $t;
            $randArr[] = $t;
        }
        // 盘算当前生成的随机数的均匀值,保存4位小数
        $randAll = round($sum / $rewardNum, 4);
        // 为将生成的随机数的均匀值变成我们要的1/N,盘算一下每一个随机数要除以的总基数mixrand。此处能够约等处置惩罚,发生的偏差后边会找齐
        // 总基数 = 均值/均匀几率
        $mixrand = round($randAll / $avgRand, 4);
        // 对每一个随机数举行处置惩罚,并乘以总金额数来得出这个红包的金额。
        $rewardArr = array();
        foreach ($randArr as $key => $randVal) {
            // 单个红包所占比例randVal
            $randVal = round($randVal / $mixrand, 4);
            // 算出单个红包金额
            $single = floor($this->rewardMoney * $randVal);
            // 小于最小值直接给最小值
            if ($single < $min) {
                $single += $min;
            }
            // 大于最大值直接给最大值
            if ($single > $max) {
                $single = $max;
            }
            // 将红包放入结果数组
            $rewardArr[] = $single;
        }
        // 对照红包总数的差别、将差值放在第一个红包上
        $rewardAll = array_sum($rewardArr);
        // 此处应运用真正的总金额rewardMoney,$rewardArr[0]大概小于0
        $rewardArr[0] = $rewardMoney * 100 - ($rewardAll - $rewardArr[0]);
        // 第一个红包小于0时,做修改
        if ($rewardArr[0] < 0) {
            rsort($rewardArr);
            $this->add($rewardArr, $min);
        }
        rsort($rewardArr);
        // 随机生成的最大值大于指定最大值
        if ($rewardArr[0] > $max) {
            // 差额
            $diff = 0;
            foreach ($rewardArr as $k => &$v) {
                if ($v > $max) {
                    $diff += $v - $max;
                    $v = $max;
                } else {
                    break;
                }
            }
            $transfer = round($diff / ($this->rewardNum - $k + 1));
            $this->diff($diff, $rewardArr, $max, $min, $transfer, $k);
        }
        return $rewardArr;
    }
    // 处置惩罚一切凌驾最大值的红包
    public function diff($diff, &$rewardArr, $max, $min, $transfer, $k)
    {
        // 将过剩的钱均派给小于最大值的红包
        for ($i = $k; $i < $this->rewardNum; $i++) {
            // 造随机值
            if ($transfer > $min * 20) {
                $aa = rand($min, $min * 20);
                if ($i % 2) {
                    $transfer += $aa;
                } else {
                    $transfer -= $aa;
                }
            }
            if ($rewardArr[$i] + $transfer > $max) continue;
            if ($diff - $transfer < 0) {
                $rewardArr[$i] += $diff;
                $diff = 0;
                break;
            }
            $rewardArr[$i] += $transfer;
            $diff -= $transfer;
        }
        if ($diff > 0) {
            $i++;
            $this->diff($diff, $rewardArr, $max, $min, $transfer, $k);
        }
    }
    // 第一个红包小于0,从大红包上往下减
    public function add(&$rewardArr, $min)
    {
        foreach ($rewardArr as &$re) {
            $dev = floor($re / $min);
            if ($dev > 2) {
                $transfer = $min * floor($dev / 2);
                $re -= $transfer;
                $rewardArr[$this->rewardNum - 1] += $transfer;
            } elseif ($dev == 2) {
                $re -= $min;
                $rewardArr[$this->rewardNum - 1] += $min;
            } else {
                break;
            }
        }
        if ($rewardArr[$this->rewardNum - 1] > $min || $rewardArr[$this->rewardNum - 1] == $min) {
            return;
        } else {
            $this->add($rewardArr, $min);
        }
    }
}

细节斟酌

下边这段代码用来掌握细致的营业逻辑,根据细致的需求,留出牢固的最大值、最小值红包的金额等;在代码中挪用生成红包的要领时 splitReward(total,num,max−0.01,min),我传入的最大值减了 0.01,如许就保证了内里生成的红包最大值相对不会凌驾我们设置的最大值。

<?php
class CreateReward{
    /*
     * 生成红包
     * @param   int          $total               红包总金额
     * @param   int          $num                 红包总数目
     * @param   int          $max                 红包最大值
     *
     */
    public function random_red($total, $num, $max, $min)
    {
        // 总共要发的红包金额,留出一个最大值;
        $total = $total - $max;
        $reward = new Reward();
        $result_merge = $reward->splitReward($total, $num, $max - 0.01, $min);
        sort($result_merge);
        $result_merge[1] = $result_merge[1] + $result_merge[0];
        $result_merge[0] = $max * 100;
        foreach ($result_merge as &$v) {
            $v = floor($v) / 100;
        }
        return $result_merge;
    }
}

实例测试

基本代码

先设置好种种初始值。

<?php
/**
 * Created by PhpStorm.
 * User: lufei
 * Date: 2017/1/4
 * Time: 22:49
 */
header('content-type:text/html;charset=utf-8');
ini_set('memory_limit', '128M');
require_once('CreateReward.php');
require_once('Reward.php');
$total = 50000;
$num = 300000;
$max = 50;
$min = 0.01;
$create_reward = new CreateReward();

机能测试

由于 memory_limit 的限定,所以只测了 5 次的均值,结果都在 1.6s 摆布。

for ($i=0; $i<5; $i++) {
    $time_start = microtime_float();
    $reward_arr = $create_reward->random_red($total, $num, $max, $min);
    $time_end = microtime_float();
    $time[] = $time_end - $time_start;
}
echo array_sum($time)/5;
function microtime_float()
{
    list($usec, $sec) = explode(" ", microtime());
    return ((float)$usec + (float)$sec);
}

运转结果:

数据搜检

1) 数值是不是有误

检测有无负值,有无最大值,最大值有多少个,有无小于最小值的值。

$reward_arr = $create_reward->random_red($total, $num, $max, $min);
sort($reward_arr);//正序,最小的在前面
$sum = 0;
$min_count = 0;
$max_count = 0;
foreach($reward_arr as $i => $val) {
    if ($i<3) {
        echo "<br />第".($i+1)."个红包,金额为:".$val."<br />";
    }
    if ($val == $max) {
          $max_count++;
    }
    if ($val < $min) {
        $min_count++;
    }
    $val = $val*100;
    $sum += $val;
}
//检测钱是不是悉数发完
echo '<hr>已生成红包总金额为:'.($sum/100).';总个数为:'.count($reward_arr).'<hr>';
//检测有无小于0的值
echo "<br />最大值:".($val/100).',共有'.$max_count.'个最大值,共有'.$min_count.'个值比最小值小';

运转结果:

2) 正态分布状况

注重,出图的时刻,红包的数目不要给的太大,不然页面衬着不出来,会崩 。

$reward_arr = $create_reward->random_red($total, $num, $max, $min);
$show = array();
rsort($reward_arr);
// 为了更直观的显现正态分布结果,须要将数组从新排序
foreach($reward_arr as $k=>$value)
{
    $t=$k%2;
    if(!$t) $show[]=$value;;
    else array_unshift($show,$value);
}
echo "设定最大值为:".$max.',最小值为:'.$min.'<hr />';
echo "<table style='font-size:12px;width:600px;border:1px solid #ccc;text-align:left;'><tr><td>红包金额</td><td>图示</td></tr>";
foreach($show as $val)
{
    // 线条长度盘算
    $width=intval($num*$val*300/$total);
    echo "<tr><td> {$val} </td><td width='500px;text-align:left;'><hr style='width:{$width}px;height:3px;border:none;border-top:3px double red;margin:0 auto 0 0px;'></td></tr>";
}
echo "</table>";

运转结果:

PS:有朋侪问我生成的数据有无经由过程数学要领来考证其是不是相符规范正态分布,由于我的数学不好,这个还真没算过,只是看着以为像,就当他是了。既然遇到了这个问题,就一定要处理嘛,所以我就用 php 内置函数算了一下,算出来的结果在数据量小的时刻照样比较靠近正态分布的,然则数据量大起来的时刻就不能看了,我整不太邃晓这个,人人感兴趣的能够找一下缘由哟。

php 的四个函数:stats_standard_deviation(规范差),stats_variance(方差), stats_kurtosis((峰度),stats_skew(偏度)。运用上面的函数须要装置 stats 扩大。

以上就是PHP 生成随机红包算法的细致内容,更多请关注ki4网别的相干文章!

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