搜索
首页后端开发php教程PHP 生成随机红包算法

PHP 生成随机红包算法

Dec 21, 2019 pm 01:43 PM
php

PHP 生成随机红包算法

基本思路

在随机数生成方面,我借鉴了这位博主 @悲惨的大爷 的思路:

原文:比如要把 1 个红包分给 N 个人,实际上就是相当于要得到 N 个百分比数据 条件是这 N 个百分比之和 = 100/100。这 N 个百分比的平均值是 1/N。 并且这 N 个百分比数据符合一种正态分布(多数值比较靠近平均值)。

解读:比如我有 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),就得到了一个基数 mixrand ,然后用随机出的那 50 个数分别去除以 mixrand ,得到每个数相对基数的百分比 randVal ,然后用 randVal 乘以 1000 块钱,就可以得到每个红包的具体金额了。

算法实现

Talk is cheap, show me your code!

核心生成算法:

<?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);
        }
    }
}

细节考虑

下边这段代码用来控制具体的业务逻辑,按照具体的需求,留出固定的最大值、最小值红包的金额等;在代码中调用生成红包的方法时 splitReward(total,num,max−0.01,min),我传入的最大值减了 0.01,这样就保证了里面生成的红包最大值绝对不会超过我们设置的最大值。

<?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;
    }
}

实例测试

基础代码

先设置好各种初始值。

<?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();

性能测试

因为 memory_limit 的限制,所以只测了 5 次的均值,结果都在 1.6s 左右。

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);
}

运行结果:

数据检查

1) 数值是否有误

检测有没有负值,有没有最大值,最大值有多少个,有没有小于最小值的值。

$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;;

运行结果:

2) 正态分布情况

注意,出图的时候,红包的数量不要给的太大,不然页面渲染不出来,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>";

运行结果:

PS:有朋友问我生成的数据有没有通过数学方法来验证其是否符合标准正态分布,因为我的数学不好,这个还真没算过,只是看着觉得像,就当他是了。既然遇到了这个问题,就一定要解决嘛,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候还是比较接近正态分布的,但是数据量大起来的时候就不能看了,我整不太明白这个,大家感兴趣的可以找一下原因哟。 

php 的四个函数:stats_standard_deviation(标准差),stats_variance(方差), stats_kurtosis((峰度),stats_skew(偏度)。使用上面的函数需要安装 stats 扩展。

以上是PHP 生成随机红包算法的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章!

声明
本文转载于:ruoxiaozh。如有侵权,请联系admin@php.cn删除
哪些常见问题会导致PHP会话失败?哪些常见问题会导致PHP会话失败?Apr 25, 2025 am 12:16 AM

PHPSession失效的原因包括配置错误、Cookie问题和Session过期。1.配置错误:检查并设置正确的session.save_path。2.Cookie问题:确保Cookie设置正确。3.Session过期:调整session.gc_maxlifetime值以延长会话时间。

您如何在PHP中调试与会话相关的问题?您如何在PHP中调试与会话相关的问题?Apr 25, 2025 am 12:12 AM

在PHP中调试会话问题的方法包括:1.检查会话是否正确启动;2.验证会话ID的传递;3.检查会话数据的存储和读取;4.查看服务器配置。通过输出会话ID和数据、查看会话文件内容等方法,可以有效诊断和解决会话相关的问题。

如果session_start()被多次调用会发生什么?如果session_start()被多次调用会发生什么?Apr 25, 2025 am 12:06 AM

多次调用session_start()会导致警告信息和可能的数据覆盖。1)PHP会发出警告,提示session已启动。2)可能导致session数据意外覆盖。3)使用session_status()检查session状态,避免重复调用。

您如何在PHP中配置会话寿命?您如何在PHP中配置会话寿命?Apr 25, 2025 am 12:05 AM

在PHP中配置会话生命周期可以通过设置session.gc_maxlifetime和session.cookie_lifetime来实现。1)session.gc_maxlifetime控制服务器端会话数据的存活时间,2)session.cookie_lifetime控制客户端cookie的生命周期,设置为0时cookie在浏览器关闭时过期。

使用数据库存储会话的优点是什么?使用数据库存储会话的优点是什么?Apr 24, 2025 am 12:16 AM

使用数据库存储会话的主要优势包括持久性、可扩展性和安全性。1.持久性:即使服务器重启,会话数据也能保持不变。2.可扩展性:适用于分布式系统,确保会话数据在多服务器间同步。3.安全性:数据库提供加密存储,保护敏感信息。

您如何在PHP中实现自定义会话处理?您如何在PHP中实现自定义会话处理?Apr 24, 2025 am 12:16 AM

在PHP中实现自定义会话处理可以通过实现SessionHandlerInterface接口来完成。具体步骤包括:1)创建实现SessionHandlerInterface的类,如CustomSessionHandler;2)重写接口中的方法(如open,close,read,write,destroy,gc)来定义会话数据的生命周期和存储方式;3)在PHP脚本中注册自定义会话处理器并启动会话。这样可以将数据存储在MySQL、Redis等介质中,提升性能、安全性和可扩展性。

什么是会话ID?什么是会话ID?Apr 24, 2025 am 12:13 AM

SessionID是网络应用程序中用来跟踪用户会话状态的机制。1.它是一个随机生成的字符串,用于在用户与服务器之间的多次交互中保持用户的身份信息。2.服务器生成并通过cookie或URL参数发送给客户端,帮助在用户的多次请求中识别和关联这些请求。3.生成通常使用随机算法保证唯一性和不可预测性。4.在实际开发中,可以使用内存数据库如Redis来存储session数据,提升性能和安全性。

您如何在无状态环境(例如API)中处理会议?您如何在无状态环境(例如API)中处理会议?Apr 24, 2025 am 12:12 AM

在无状态环境如API中管理会话可以通过使用JWT或cookies来实现。1.JWT适合无状态和可扩展性,但大数据时体积大。2.Cookies更传统且易实现,但需谨慎配置以确保安全性。

See all articles

热AI工具

Undresser.AI Undress

Undresser.AI Undress

人工智能驱动的应用程序,用于创建逼真的裸体照片

AI Clothes Remover

AI Clothes Remover

用于从照片中去除衣服的在线人工智能工具。

Undress AI Tool

Undress AI Tool

免费脱衣服图片

Clothoff.io

Clothoff.io

AI脱衣机

Video Face Swap

Video Face Swap

使用我们完全免费的人工智能换脸工具轻松在任何视频中换脸!

热工具

Dreamweaver Mac版

Dreamweaver Mac版

视觉化网页开发工具

VSCode Windows 64位 下载

VSCode Windows 64位 下载

微软推出的免费、功能强大的一款IDE编辑器

SublimeText3 Mac版

SublimeText3 Mac版

神级代码编辑软件(SublimeText3)

安全考试浏览器

安全考试浏览器

Safe Exam Browser是一个安全的浏览器环境,用于安全地进行在线考试。该软件将任何计算机变成一个安全的工作站。它控制对任何实用工具的访问,并防止学生使用未经授权的资源。

Dreamweaver CS6

Dreamweaver CS6

视觉化网页开发工具