概述
14年微信推出红包功能以后,很多公司开始上自己的红包功能,到现在为止仍然有很多红包开发的需求,实现抢红包算法也是面试常考题。
要求:
- 保证每个红包最少分得0.01元
- 保证每个红包金额概率尽量均衡
- 所有红包累计金额登于红包总金额
本文提供4中红包算法及Java代码实现demo,仅供参考。其中每种算法测试场景为:0.1元10个包,1元10个包,100元10个包,1000元10个包。
一、剩余金额随机法
以10元10个红包为例,去除每个红包的最小金额后,红包剩余9.9元;
- 第一个红包在[0,9.9]范围随机,假设随机得1元,则第一个红包金额为1.1元,红包剩余8.9元。
- 第二个红包在[0,8.9]范围随机,假设随机得1.5元,则第二个红包金额为1.6元,红包剩余7.4元。
- 第三个红包在[0,7.4]范围随机,假设随机得0.5元,则第三个红包金额为0.6元,红包剩余6.9元。
- 以此类推。
public static void main(String[] args) {
//初始化测试场景
BigDecimal[][] rrr = {
{new BigDecimal("0.1"), new BigDecimal("10")},
{new BigDecimal("1"), new BigDecimal("10")},
{new BigDecimal("100"), new BigDecimal("10")},
{new BigDecimal("1000"), new BigDecimal("10")}
};
BigDecimal min = new BigDecimal("0.01");
//测试个场景
for (BigDecimal[] decimals : rrr) {
final BigDecimal amount = decimals[0];
final BigDecimal num = decimals[1];
System.out.println(amount + "元" + num + "个人抢=======================================================");
test1(amount, min, num);
}
}
private static void test1(BigDecimal amount, BigDecimal min, BigDecimal num) {
BigDecimal remain = amount.subtract(min.multiply(num));
final Random random = new Random();
final BigDecimal hundred = new BigDecimal("100");
BigDecimal sum = BigDecimal.ZERO;
BigDecimal redpeck;
for (int i = 0; i < num.intValue(); i++) {
final int nextInt = random.nextInt(100);
if (i == num.intValue() - 1) {
redpeck = remain;
} else {
redpeck = new BigDecimal(nextInt).multiply(remain).divide(hundred, 2, RoundingMode.FLOOR);
}
if (remain.compareTo(redpeck) > 0) {
remain = remain.subtract(redpeck);
} else {
remain = BigDecimal.ZERO;
}
sum = sum.add(min.add(redpeck));
System.out.println("第" + (i + 1) + "个人抢到红包金额为:" + min.add(redpeck));
}
System.out.println("校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:" + (amount.compareTo(sum) == 0));
}
测试结果如下:可以看出此算法有明显缺陷,即:先领取的红包金额较大,后领取的红包金额较小,这就使得抢红包便的不公平。
0.1元10个人抢=======================================================
第1个人抢到红包金额为:0.01
第2个人抢到红包金额为:0.01
第3个人抢到红包金额为:0.01
第4个人抢到红包金额为:0.01
第5个人抢到红包金额为:0.01
第6个人抢到红包金额为:0.01
第7个人抢到红包金额为:0.01
第8个人抢到红包金额为:0.01
第9个人抢到红包金额为:0.01
第10个人抢到红包金额为:0.01
校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:true
1元10个人抢=======================================================
第1个人抢到红包金额为:0.09
第2个人抢到红包金额为:0.28
第3个人抢到红包金额为:0.19
第4个人抢到红包金额为:0.20
第5个人抢到红包金额为:0.15
第6个人抢到红包金额为:0.02
第7个人抢到红包金额为:0.03
第8个人抢到红包金额为:0.01
第9个人抢到红包金额为:0.01
第10个人抢到红包金额为:0.02
校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:true
100元10个人抢=======================================================
第1个人抢到红包金额为:19.99
第2个人抢到红包金额为:29.58
第3个人抢到红包金额为:38.27
第4个人抢到红包金额为:11.85
第5个人抢到红包金额为:0.11
第6个人抢到红包金额为:0.13
第7个人抢到红包金额为:0.01
第8个人抢到红包金额为:0.01
第9个人抢到红包金额为:0.03
第10个人抢到红包金额为:0.02
校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:true
1000元10个人抢=======================================================
第1个人抢到红包金额为:60.00
第2个人抢到红包金额为:695.54
第3个人抢到红包金额为:229.72
第4个人抢到红包金额为:8.95
第5个人抢到红包金额为:0.29
第6个人抢到红包金额为:4.64
第7个人抢到红包金额为:0.01
第8个人抢到红包金额为:0.69
第9个人抢到红包金额为:0.12
第10个人抢到红包金额为:0.04
校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:true
二、二倍均值法(微信红包采用此法)
还是以10元10个红包为例,去除每个红包的最小金额后,红包剩余9.9元,二倍均值计算公式:2 * 剩余金额/剩余红包数
- 第一个红包在[0,1.98]范围随机,假设随机得1.9,则第一个红包金额为2.0,红包剩余8元。
- 第二个红包在[0,2]范围随机,假设随机的1元,则第二个红包金额为1.1元,红包剩余7元。
- 第三个红包在[0,2]范围随机,假设随机的0.5元,则第三个红包金额为0.6元,红包剩余5.5元。
- 以此类推。
public static void main(String[] args) {
//初始化测试场景
BigDecimal[][] rrr = {
{new BigDecimal("0.1"), new BigDecimal("10")},
{new BigDecimal("1"), new BigDecimal("10")},
{new BigDecimal("100"), new BigDecimal("10")},
{new BigDecimal("1000"), new BigDecimal("10")}
};
BigDecimal min = new BigDecimal("0.01");
//测试个场景
for (BigDecimal[] decimals : rrr) {
final BigDecimal amount = decimals[0];
final BigDecimal num = decimals[1];
System.out.println(amount + "元" + num + "个人抢=======================================================");
test2(amount, min, num);
}
}
private static void test2(BigDecimal amount,BigDecimal min ,BigDecimal num){
BigDecimal remain = amount.subtract(min.multiply(num));
final Random random = new Random();
final BigDecimal hundred = new BigDecimal("100");
final BigDecimal two = new BigDecimal("2");
BigDecimal sum = BigDecimal.ZERO;
BigDecimal redpeck;
for (int i = 0; i < num.intValue(); i++) {
final int nextInt = random.nextInt(100);
if(i == num.intValue() -1){
redpeck = remain;
}else{
redpeck = new BigDecimal(nextInt).multiply(remain.multiply(two).divide(num.subtract(new BigDecimal(i)),2,RoundingMode.CEILING)).divide(hundred,2, RoundingMode.FLOOR);
}
if(remain.compareTo(redpeck) > 0){
remain = remain.subtract(redpeck);
}else{
remain = BigDecimal.ZERO;
}
sum = sum.add(min.add(redpeck));
System.out.println("第"+(i+1)+"个人抢到红包金额为:"+min.add(redpeck));
}
System.out.println("校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:"+amount.compareTo(sum));
}
测试结果如下:此算法很好的保证了抢红包几率大致均等。
0.1元10个人抢=======================================================
第1个人抢到红包金额为:0.01
第2个人抢到红包金额为:0.01
第3个人抢到红包金额为:0.01
第4个人抢到红包金额为:0.01
第5个人抢到红包金额为:0.01
第6个人抢到红包金额为:0.01
第7个人抢到红包金额为:0.01
第8个人抢到红包金额为:0.01
第9个人抢到红包金额为:0.01
第10个人抢到红包金额为:0.01
校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:true
100元10个人抢=======================================================
第1个人抢到红包金额为:6.20
第2个人抢到红包金额为:7.09
第3个人抢到红包金额为:10.62
第4个人抢到红包金额为:18.68
第5个人抢到红包金额为:18.74
第6个人抢到红包金额为:2.32
第7个人抢到红包金额为:15.44
第8个人抢到红包金额为:5.43
第9个人抢到红包金额为:15.16
第10个人抢到红包金额为:0.32
校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:true
1元10个人抢=======================================================
第1个人抢到红包金额为:0.08
第2个人抢到红包金额为:0.05
第3个人抢到红包金额为:0.17
第4个人抢到红包金额为:0.17
第5个人抢到红包金额为:0.08
第6个人抢到红包金额为:0.06
第7个人抢到红包金额为:0.18
第8个人抢到红包金额为:0.10
第9个人抢到红包金额为:0.02
第10个人抢到红包金额为:0.09
校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:true
1000元10个人抢=======================================================
第1个人抢到红包金额为:125.99
第2个人抢到红包金额为:165.08
第3个人抢到红包金额为:31.90
第4个人抢到红包金额为:94.78
第5个人抢到红包金额为:137.79
第6个人抢到红包金额为:88.89
第7个人抢到红包金额为:156.44
第8个人抢到红包金额为:7.97
第9个人抢到红包金额为:151.01
第10个人抢到红包金额为:40.15
校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:true
二倍均值法另一种实现
剩余红包金额M,剩余人数N,那么:每次抢到金额=随机(0,M/N*2)
保证了每次随机金额的平均值是公平的
假设10人,红包金额100元
- 第一人:100/10*2=20,随机范围(0,20),平均可以抢到10元
- 第二人:90/9*2=20,随机范围(0,20),平均可以抢到10元
- 第三人:80/8*2=20,随机范围(0,20),平均可以抢到10元
- 以此类推,每次随机范围的均值是相等的
缺点:除了最后一次,任何一次抢到的金额都不会超过人均金额的两倍,并不是任意的随机
public static void main(String[] args) {
//例子:0.1元分配10个人, 这里单位为分
List amountList = divideRedPackage(10, 10);
BigDecimal num = BigDecimal.ZERO;
for (Integer amount : amountList) {
BigDecimal divide = new BigDecimal(amount).divide(new BigDecimal(100), 2, RoundingMode.HALF_UP);
System.out.println("抢到金额:" + divide);
num = num.add(divide);
}
System.out.println("总金额:" + num);
}
public static List divideRedPackage(Integer totalAmount, Integer totalPeopleNum) {
List amountList = new ArrayList();
//红包金额以分为单位, 使用random.nextInt(Integer),最后在main函数里面再除以100
//这样就可以保证每个人抢到的金额都可以精确到小数点后两位
Integer restAmount = totalAmount;
Integer restPeopleNum = totalPeopleNum;
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < totalPeopleNum - 1; i++) {
// 随机范围:[1,剩余人均金额的两倍),左闭右开
int amount = random.nextInt(restAmount / restPeopleNum * 2 - 1) + 1;
restAmount -= amount;
restPeopleNum--;
amountList.add(amount);
}
amountList.add(restAmount);
return amountList;
}
抢到金额:0.01
抢到金额:0.01
抢到金额:0.01
抢到金额:0.01
抢到金额:0.01
抢到金额:0.01
抢到金额:0.01
抢到金额:0.01
抢到金额:0.01
抢到金额:0.01
总金额:0.10
---------------------------
抢到金额:14.38
抢到金额:16.19
抢到金额:8.61
抢到金额:12.78
抢到金额:10.15
抢到金额:13.20
抢到金额:6.84
抢到金额:5.11
抢到金额:3.24
抢到金额:9.50
总金额:100.00
---------------------------
抢到金额:0.08
抢到金额:0.13
抢到金额:0.16
抢到金额:0.17
抢到金额:0.06
抢到金额:0.15
抢到金额:0.03
抢到金额:0.04
抢到金额:0.04
抢到金额:0.14
总金额:1.00
---------------------------
抢到金额:5.45
抢到金额:39.22
抢到金额:67.57
抢到金额:106.98
抢到金额:84.61
抢到金额:214.38
抢到金额:46.31
抢到金额:96.00
抢到金额:255.80
抢到金额:83.68
总金额:1000.00
三、整体随机法
还是以10元10个红包为例,随机10个数,红包金额公式为:红包总额 * 随机数/随机数总和,假设10个随机数为[5,9,8,7,6,5,4,3,2,1],10个随机数总和为50
- 第一个红包10*5/50,得1元。
- 第二个红包10*9/50,得1.8元。
- 第三个红包10*8/50,得1.6元。
- 以此类推。
public static void main(String[] args) {
//初始化测试场景
BigDecimal[][] rrr = {
{new BigDecimal("0.1"), new BigDecimal("10")},
{new BigDecimal("1"), new BigDecimal("10")},
{new BigDecimal("100"), new BigDecimal("10")},
{new BigDecimal("1000"), new BigDecimal("10")}
};
BigDecimal min = new BigDecimal("0.01");
//测试个场景
for (BigDecimal[] decimals : rrr) {
final BigDecimal amount = decimals[0];
final BigDecimal num = decimals[1];
System.out.println(amount + "元" + num + "个人抢=======================================================");
test3(amount, min, num);
}
}
private static void test3(BigDecimal amount,BigDecimal min ,BigDecimal num){
final Random random = new Random();
final int[] rand = new int[num.intValue()];
BigDecimal sum1 = BigDecimal.ZERO;
BigDecimal redpeck ;
int sum = 0;
for (int i = 0; i < num.intValue(); i++) {
rand[i] = random.nextInt(100);
sum += rand[i];
}
final BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal(sum);
BigDecimal remain = amount.subtract(min.multiply(num));
for (int i = 0; i < rand.length; i++) {
if(i == num.intValue() -1){
redpeck = remain;
}else{
redpeck = remain.multiply(new BigDecimal(rand[i])).divide(bigDecimal,2,RoundingMode.FLOOR);
}
if(remain.compareTo(redpeck) > 0){
remain = remain.subtract(redpeck);
}else{
remain = BigDecimal.ZERO;
}
sum1= sum1.add(min.add(redpeck));
System.out.println("第"+(i+1)+"个人抢到红包金额为:"+min.add(redpeck));
}
System.out.println("校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:"+(amount.compareTo(sum1)==0));
}
测试结果如下:此算法随机性较大。
0.1元10个人抢=======================================================
第1个人抢到红包金额为:0.01
第2个人抢到红包金额为:0.01
第3个人抢到红包金额为:0.01
第4个人抢到红包金额为:0.01
第5个人抢到红包金额为:0.01
第6个人抢到红包金额为:0.01
第7个人抢到红包金额为:0.01
第8个人抢到红包金额为:0.01
第9个人抢到红包金额为:0.01
第10个人抢到红包金额为:0.01
校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:true
100元10个人抢=======================================================
第1个人抢到红包金额为:2.35
第2个人抢到红包金额为:14.12
第3个人抢到红包金额为:5.74
第4个人抢到红包金额为:6.61
第5个人抢到红包金额为:0.65
第6个人抢到红包金额为:10.97
第7个人抢到红包金额为:9.15
第8个人抢到红包金额为:7.93
第9个人抢到红包金额为:1.31
第10个人抢到红包金额为:41.17
校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:true
1元10个人抢=======================================================
第1个人抢到红包金额为:0.10
第2个人抢到红包金额为:0.02
第3个人抢到红包金额为:0.12
第4个人抢到红包金额为:0.03
第5个人抢到红包金额为:0.05
第6个人抢到红包金额为:0.12
第7个人抢到红包金额为:0.06
第8个人抢到红包金额为:0.01
第9个人抢到红包金额为:0.04
第10个人抢到红包金额为:0.45
校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:true
1000元10个人抢=======================================================
第1个人抢到红包金额为:148.96
第2个人抢到红包金额为:116.57
第3个人抢到红包金额为:80.49
第4个人抢到红包金额为:32.48
第5个人抢到红包金额为:89.39
第6个人抢到红包金额为:65.60
第7个人抢到红包金额为:20.77
第8个人抢到红包金额为:16.03
第9个人抢到红包金额为:36.79
第10个人抢到红包金额为:392.92
校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:true
四、割线法
还是以10元10个红包为例,在(0,10)范围随机9个间隔大于等于0.01数,假设为[1,1.2,2,3,4,5,6,7,8]
- 第一个红包得1元
- 第二个红包得0.2元
- 第三个红得0.8元。
- 以此类推。
public static void main(String[] args) {
//初始化测试场景
BigDecimal[][] rrr = {
{new BigDecimal("0.1"), new BigDecimal("10")},
{new BigDecimal("1"), new BigDecimal("10")},
{new BigDecimal("100"), new BigDecimal("10")},
{new BigDecimal("1000"), new BigDecimal("10")}
};
BigDecimal min = new BigDecimal("0.01");
//测试个场景
for (BigDecimal[] decimals : rrr) {
final BigDecimal amount = decimals[0];
final BigDecimal num = decimals[1];
System.out.println(amount + "元" + num + "个人抢=======================================================");
test3(amount, min, num);
}
}
private static void test3(BigDecimal amount,BigDecimal min ,BigDecimal num){
final Random random = new Random();
final int[] rand = new int[num.intValue()];
BigDecimal sum1 = BigDecimal.ZERO;
BigDecimal redpeck ;
int sum = 0;
for (int i = 0; i < num.intValue(); i++) {
rand[i] = random.nextInt(100);
sum += rand[i];
}
final BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal(sum);
BigDecimal remain = amount.subtract(min.multiply(num));
for (int i = 0; i < rand.length; i++) {
if(i == num.intValue() -1){
redpeck = remain;
}else{
redpeck = remain.multiply(new BigDecimal(rand[i])).divide(bigDecimal,2,RoundingMode.FLOOR);
}
if(remain.compareTo(redpeck) > 0){
remain = remain.subtract(redpeck);
}else{
remain = BigDecimal.ZERO;
}
sum1= sum1.add(min.add(redpeck));
System.out.println("第"+(i+1)+"个人抢到红包金额为:"+min.add(redpeck));
}
System.out.println("校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:"+(amount.compareTo(sum1)==0));
}
测试结果如下:此算法随机性较大,且性能不好
0.1元10个人抢=======================================================
第1个人抢到红包金额为:0.01
第2个人抢到红包金额为:0.01
第3个人抢到红包金额为:0.01
第4个人抢到红包金额为:0.01
第5个人抢到红包金额为:0.01
第6个人抢到红包金额为:0.01
第7个人抢到红包金额为:0.01
第8个人抢到红包金额为:0.01
第9个人抢到红包金额为:0.01
第10个人抢到红包金额为:0.01
校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:true
100元10个人抢=======================================================
第1个人抢到红包金额为:19.84
第2个人抢到红包金额为:2.73
第3个人抢到红包金额为:8.95
第4个人抢到红包金额为:14.10
第5个人抢到红包金额为:18.60
第6个人抢到红包金额为:3.66
第7个人抢到红包金额为:9.17
第8个人抢到红包金额为:15.49
第9个人抢到红包金额为:5.61
第10个人抢到红包金额为:1.85
校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:true
1元10个人抢=======================================================
第1个人抢到红包金额为:0.02
第2个人抢到红包金额为:0.28
第3个人抢到红包金额为:0.03
第4个人抢到红包金额为:0.02
第5个人抢到红包金额为:0.11
第6个人抢到红包金额为:0.23
第7个人抢到红包金额为:0.18
第8个人抢到红包金额为:0.09
第9个人抢到红包金额为:0.03
第10个人抢到红包金额为:0.01
校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:true
1000元10个人抢=======================================================
第1个人抢到红包金额为:69.28
第2个人抢到红包金额为:14.68
第3个人抢到红包金额为:373.16
第4个人抢到红包金额为:274.73
第5个人抢到红包金额为:30.77
第6个人抢到红包金额为:30.76
第7个人抢到红包金额为:95.55
第8个人抢到红包金额为:85.20
第9个人抢到红包金额为:10.44
第10个人抢到红包金额为:15.43
校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果:true
参考:
https://freexyz.cn/dev/108761.html
https://www.cnblogs.com/moxiaotao/p/13051687.html