PHP-Algorithmus zum Generieren zufälliger roter Umschläge

Grundidee

In Bezug auf die Generierung von Zufallszahlen habe ich von diesem Blogger gelernt ＠Der elende Onkel Idee:

Originaltext: Wenn Sie beispielsweise 1 roten Umschlag an N Personen verteilen möchten, entspricht dies tatsächlich dem Erhalten von N Prozentdaten. Die Bedingung ist, dass die Summe dieser N Prozentsätze = 100/. 100. Der Durchschnitt dieser N-Prozentsätze beträgt 1/N. Und diese N-Prozentdaten entsprechen einer Normalverteilung (die meisten Werte liegen relativ nahe am Mittelwert).

Interpretation: Wenn ich zum Beispiel 1.000 Yuan habe und 50 rote Umschläge versende, wähle ich zufällig 50 Zahlen aus und berechne dann den durchschnittlichen Durchschnitt dieser 50 Zahlen, indem ich avg/(1/N) verwende. , und Sie erhalten einen Basiszahl-Mixrand. Teilen Sie dann die 50 zufällig generierten Zahlen durch den Mixrand, um den Prozentsatz randVal jeder Zahl im Verhältnis zur Basis zu erhalten, und multiplizieren Sie dann randVal mit 1.000 Yuan, um den spezifischen Betrag jedes roten Umschlags zu erhalten .

Algorithmusimplementierung

Reden ist billig, zeigen Sie mir Ihren Code!

Kerngenerierungsalgorithmus:

<?php
/*
 * Note: 红包生成随机算法
 */
class Reward
{
    public $rewardMoney;        // 红包金额、单位元
    public $rewardNum;          // 红包数量
    // 执行红包生成算法
    public function splitReward($rewardMoney, $rewardNum, $max, $min)
    {
        // 传入红包金额和数量，因为小数在计算过程中会出现很大误差，所以我们直接把金额放大100倍，后面的计算全部用整数进行
        $min = $min * 100;
        $max = $max * 100;
        // 预留出一部分钱作为误差补偿，保证每个红包至少有一个最小值
        $this->rewardMoney = $rewardMoney * 100 - $rewardNum * $min;
        $this->rewardNum = $rewardNum;
        // 计算出发出红包的平均概率值、精确到小数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;
        }
        // 计算当前生成的随机数的平均值，保留4位小数
        $randAll = round($sum / $rewardNum, 4);
        // 为将生成的随机数的平均值变成我们要的1/N，计算一下每个随机数要除以的总基数mixrand。此处可以约等处理，产生的误差后边会找齐
        // 总基数 = 均值/平均概率
        $mixrand = round($randAll / $avgRand, 4);
        // 对每一个随机数进行处理，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;
        }
        // 对比红包总数的差异、将差值放在第一个红包上
        $rewardAll = array_sum($rewardArr);
        // 此处应使用真正的总金额rewardMoney，$rewardArr[0]可能小于0
        $rewardArr[0] = $rewardMoney * 100 - ($rewardAll - $rewardArr[0]);
        // 第一个红包小于0时,做修正
        if ($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 $rewardArr;
    }
    // 处理所有超过最大值的红包
    public function diff($diff, &$rewardArr, $max, $min, $transfer, $k)
    {
        // 将多余的钱均摊给小于最大值的红包
        for ($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);
        }
    }
}

Berücksichtigen Sie die Details

Der folgende Code wird verwendet, um bestimmte Geschäftslogiken zu steuern und feste maximale und minimale Beträge für rote Umschläge entsprechend den spezifischen Anforderungen beiseite zu legen; Beim Aufruf von splitReward(total ,num,max−0.01,min) im Code zum Generieren roter Umschläge wurde der von mir übergebene Maximalwert um 0,01 reduziert. Dadurch wird sichergestellt, dass der Maximalwert des generierten roten Umschlags niemals den von uns festgelegten Maximalwert überschreitet.

<?php
class CreateReward{
    /*
     * 生成红包
     * @param   int          $total               红包总金额
     * @param   int          $num                 红包总数量
     * @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;
    }
}

Instanztest

Grundcode

Stellen Sie zunächst verschiedene Anfangswerte ein.

<?php
/**
 * Created by PhpStorm.
 * User: lufei
 * Date: 2017/1/4
 * Time: 22:49
 */
header(&#39;content-type:text/html;charset=utf-8&#39;);
ini_set(&#39;memory_limit&#39;, &#39;128M&#39;);
require_once(&#39;CreateReward.php&#39;);
require_once(&#39;Reward.php&#39;);
$total = 50000;
$num = 300000;
$max = 50;
$min = 0.01;
$create_reward = new CreateReward();

Leistungstest

Aufgrund der Beschränkung von „memory_limit“ habe ich nur den Durchschnitt von 5 Malen gemessen und die Ergebnisse lagen alle bei etwa 1,6 Sekunden.

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);
}

Laufergebnis:

Datenprüfung

1) Ob der Wert falsch ist

Erkannt Ja, es gibt keine negativen Werte, gibt es einen Maximalwert, wie viele Maximalwerte gibt es und gibt es einen Wert, der kleiner als der Minimalwert ist?

$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 += $val;
}
//检测钱是否全部发完
echo &#39;<hr>已生成红包总金额为：&#39;.($sum/100).&#39;;总个数为：&#39;.count($reward_arr).&#39;<hr>&#39;;
//检测有没有小于0的值
echo "<br />最大值:".($val/100).&#39;,共有&#39;.$max_count.&#39;个最大值，共有&#39;.$min_count.&#39;个值比最小值小&#39;;

Laufergebnisse:

2) Normalverteilung

Beachten Sie, dass Sie beim Zeichnen des Bildes nicht zu viele rote Umschläge angeben. Die Seite kann nicht gerendert werden und stürzt ab.

$reward_arr = $create_reward->random_red($total, $num, $max, $min);
$show = array();
rsort($reward_arr);
// 为了更直观的显示正态分布效果,需要将数组重新排序
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:".$max.&#39;,最小值为:&#39;.$min.&#39;<hr />&#39;;
echo "<table style=&#39;font-size:12px;width:600px;border:1px solid #ccc;text-align:left;&#39;><tr><td>红包金额</td><td>图示</td></tr>";
foreach($show as $val)
{
    // 线条长度计算
    $width=intval($num*$val*300/$total);
    echo "<tr><td> {$val} </td><td width=&#39;500px;text-align:left;&#39;><hr style=&#39;width:{$width}px;height:3px;border:none;border-top:3px double red;margin:0 auto 0 0px;&#39;></td></tr>";
}
echo "</table>";

Laufergebnisse:

PS: Ein Freund hat mich gefragt, ob die generierten Daten mathematisch überprüft wurden, um der Standardnormalverteilung zu entsprechen, weil ich nicht gut in Mathematik I bin Ich habe nicht wirklich darüber nachgedacht, ich habe es nur angeschaut und gedacht, er wäre es. Nachdem ich auf dieses Problem gestoßen bin, muss ich es lösen. Deshalb habe ich die in PHP integrierte Funktion verwendet, um es zu berechnen. Das berechnete Ergebnis liegt immer noch relativ nahe an der Normalverteilung, wenn die Datenmenge gering ist Daten steigen, es kann nicht aussehen, ich verstehe das nicht ganz. Wenn Sie interessiert sind, können Sie den Grund herausfinden.

Vier Funktionen von PHP: stats_standard_deviation (Standardabweichung), stats_variance (Varianz), stats_kurtosis (kurtosis), stats_skew (Skewness). Die Verwendung der oben genannten Funktionen erfordert die Installation der Statistikerweiterung

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonPHP-Algorithmus zum Generieren zufälliger roter Umschläge. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!