임의의 빨간색 봉투를 생성하는 PHP 알고리즘
- 藏色散人앞으로
- 2019-12-21 13:43:364910검색
기본 아이디어
난수 생성 측면에서 이 블로거의 비참한 아저씨 아이디어를 빌려왔습니다:
원본: 예를 들어 1을 배포하려는 경우 N명에게 빨간 봉투를 보내는 것은 실제로 N% 데이터를 얻는 것과 같습니다. 조건은 이 N%의 합 = 100/100입니다. 이러한 N 백분율의 평균은 1/N입니다. 그리고 이러한 N% 데이터는 정규 분포를 따릅니다(대부분의 값이 상대적으로 평균에 가깝습니다).
해석: 예를 들어 1,000위안이 있고 빨간 봉투 50개를 보낸다면 먼저 무작위로 50개의 숫자를 선택한 다음 avg/(1/N)을 사용하여 이 50개의 숫자의 평균 평균을 계산합니다. 기본 숫자 mixrand 그런 다음 무작위로 생성된 50개의 숫자를 mixrand로 나누어 기본에 대한 각 숫자의 백분율 randVal을 구한 다음 randVal에 1,000위안을 곱하여 각 빨간 봉투의 특정 금액을 얻습니다.
알고리즘 구현
토크는 저렴합니다. 코드를 보여주세요!
코어 생성 알고리즘:
<?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);
}
}
}세부 사항 고려
다음 코드는 특정 요구 사항에 따라 특정 비즈니스 로직을 제어하는 데 사용됩니다. , 고정된 최대값, 빨간색 봉투 양의 최소값 등을 따로 설정합니다. 빨간색 봉투를 생성하기 위해 코드에서 SplitReward(total,num,max−0.01,min)를 호출할 때 전달한 최대값이 감소했습니다. 생성된 레드 엔벨로프의 최대값이 우리가 설정한 최대값을 초과하지 않도록 보장됩니다.
<?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;
}
}예제 테스트
기본 코드
먼저 다양한 초기값을 설정합니다.
<?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; $create_reward = new CreateReward();
성능 테스트
memory_limit의 한계로 인해 평균 5회만 측정했는데 결과는 모두 1.6초 정도였습니다.
for ($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);
}실행 결과:
데이터 확인
1) 값이 잘못된지 여부
음수 값이 있는지, 최대 값이 있는지, 최대 값이 몇 개 있는지, 최소값보다 작은 값이 있습니다.
$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 += $val;
}
//检测钱是否全部发完
echo '<hr>已生成红包总金额为：'.($sum/100).';总个数为：'.count($reward_arr).'<hr>';
//检测有没有小于0的值
echo "<br />最大值:".($val/100).',共有'.$max_count.'个最大值，共有'.$min_count.'个值比最小值小';실행 결과:
2) 정규 분포
그림을 그릴 때 빨간 봉투를 너무 많이 주지 마세요. 그렇지 않으면 페이지가 렌더링되지 않고 충돌이 발생합니다.
$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:".$max.',最小值为:'.$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)
{
// 线条长度计算
$width=intval($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>";실행 결과:
PS: 친구가 생성된 데이터가 표준 정규 분포를 따르는지 확인하기 위해 수학적으로 검증되었는지 물었습니다. 저는 수학을 잘 못해서 아직 이것을 실제로 계산하지 않았습니다. .그냥 봤어요.그렇게 생각하면 그냥 그렇게 대해주세요. 이제 이 문제가 발생했기 때문에 이를 해결해야 하므로 PHP에 내장된 함수를 사용하여 계산해 보았습니다. 계산된 결과는 데이터의 양이 적을 때는 여전히 비교적 정규 분포에 가깝습니다. 증가하면 그럴 수 없습니다. 관심이 있으시면 그 이유를 알 수 있습니다.
php의 네 가지 기능: stats_standard_deviation(표준편차), stats_variance(분산), stats_kurtosis(첨도), stats_skew(왜곡) 위 기능을 사용하려면 stats 확장 프로그램을 설치해야 합니다.
위 내용은 임의의 빨간색 봉투를 생성하는 PHP 알고리즘의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!