【Java】红包算法(公平版和手速版)

【Java】红包算法(公平版和手速版)

Scroll Down

当我们在群里抢红包真的是手速越快红包金额越大吗?
解:并不是!!!

拼手气 or 拼手速,其实是 二选一,这得看具体的使用需求场景。

二倍均值法(公平版)

这是一种很合理很公平的抢红包算法,绝对不会让你拼手速的,就别天真了。
在此我们假设:

  • 红包剩余金额为 M
  • 红包剩余数量为 N
    这种算法就是每次都在区间[0,M/N×2] 随机取一个数
    假设100元红包发10个人,那么合理的做法应该是每个人领到10元的概率相同
  1. 第一个人随机金额的范围为[0,100/10×2] ,也就是[0,20],这样平均可以领到10元,此时剩余金额为100-10=90。
  2. 第二个人随机金额的范围为[0,90/9×2] ,也就是[0,20],这样平均也可以领到10元,此时剩余金额为90-10=80。
  3. 第三个人随机金额的范围为[0,80/8×2] ,也就是[0,20],这样平均也可以领到10元。

这样推导下去,每个人领到相同金额的概率应该就是相同的了。

    /**
     * 公平版(二倍均值法)
     * @param money 红包总金额
     * @param num 红包总个数
     * @return
     */
    public static List<Double> fairAlgorithm(double money, int num) {
        List<Double> result = new ArrayList<Double>();
        if(money<0&&num<1)
            return null;
        double amount,sum=0;
        int remainingNumber=num;
        int i=1;
        while(remainingNumber>1){
            amount= nextDouble(0.01,2*(money/remainingNumber));
            sum+=amount;
            System.out.println("第"+i+"个人领取的红包金额为:"+format(amount));
            money -= amount;
            remainingNumber--;
            result.add(amount);
            i++;
        }
        result.add(money);
        System.out.println("第"+i+"个人领取的红包金额为:"+format(money));
        sum+=money;
        System.out.println("验证发出的红包总金额为:"+format(sum));
        return result;
    }

输出结果:
image.png

线段切割法(手速版)

这个算法可以把总金额想象成一条线段,每个人都有机会切一刀,前面的人切剩下的后面的人再接着切,这样越是前面的人截取的长度(理解成领取到的红包金额)越大的概率就越大。

/**
     * 手速版(线段切割法)
     * @param money 红包总金额
     * @param num 红包总个数
     * @return
     */
    public static List<Double> speedAlgorithm(double money, int num) {
        List<Double> result = new ArrayList<Double>();
        if(money<0&&num<1)
            System.out.println("输入错误!");
        double begin=0,end=money;
        double y=0;
        for(int i=0;i<num-1;i++){
            double nn=0;
            double amount=nextDouble(begin,end);

            nn=amount-begin;
            System.out.println("第"+(i+1)+"个人领取的红包金额为:"+format(nn));
            y+=nn;
            result.add(nn);
            begin=amount;

        }
        y+=(end-begin);
        System.out.println("验证发出的红包总金额为:"+format(y));
        return result;
    }

输出结果:
image.png

完整代码

package com.maniac.studyJava;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.Scanner;

/**
 * @ProjectName: springboot
 * @Package: com.maniac.studyJava
 * @ClassName: RedPackAlgorithm
 * @Author: Maniac.guo
 * @Description: 红包算法
 * @Date: 2020-10-14 14:32
 * @Version: 1.0
 */
public class RedPackAlgorithm {

    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        System.out.println("这是一段模拟抢红包的代码。");

        int number;
        double money;
        System.out.print("请输入红包总金额:");
        money = sc.nextDouble();
        System.out.print("请输入红包数量:");
        number = sc.nextInt();
        //System.out.println(money + " " + number);

        //二倍均值法
//        fairAlgorithm(money,number);
        //System.out.println(doubleMeanMethod(money,number).toString());
//        System.out.println();

        //线段切割法
        speedAlgorithm(money,number);
    }

    /**
     * 公平版(二倍均值法)
     * @param money 红包总金额
     * @param num 红包总个数
     * @return
     */
    public static List<Double> fairAlgorithm(double money, int num) {
        List<Double> result = new ArrayList<Double>();
        if(money<0&&num<1)
            return null;
        double amount,sum=0;
        int remainingNumber=num;
        int i=1;
        while(remainingNumber>1){
            amount= nextDouble(0.01,2*(money/remainingNumber));
            sum+=amount;
            System.out.println("第"+i+"个人领取的红包金额为:"+format(amount));
            money -= amount;
            remainingNumber--;
            result.add(amount);
            i++;
        }
        result.add(money);
        System.out.println("第"+i+"个人领取的红包金额为:"+format(money));
        sum+=money;
        System.out.println("验证发出的红包总金额为:"+format(sum));
        return result;
    }


    /**
     * 手速版(线段切割法)
     * @param money 红包总金额
     * @param num 红包总个数
     * @return
     */
    public static List<Double> speedAlgorithm(double money, int num) {
        List<Double> result = new ArrayList<Double>();
        if(money<0&&num<1)
            System.out.println("输入错误!");
        double begin=0,end=money;
        double y=0;
        for(int i=0;i<num-1;i++){
            double nn=0;
            double amount=nextDouble(begin,end);

            nn=amount-begin;
            System.out.println("第"+(i+1)+"个人领取的红包金额为:"+format(nn));
            y+=nn;
            result.add(nn);
            begin=amount;

        }
        System.out.println("第"+num+"个人领取的红包金额为:"+format(end-begin));
        y+=(end-begin);
        System.out.println("验证发出的红包总金额为:"+format(y));
        return result;
    }

    public static double nextDouble(final double min, final double max) {
        return min + ((max - min) * new Random().nextDouble());
    }

    public static String format(double value) {
        return new java.text.DecimalFormat("0.000").format(value); // 保留3位小数
    }

}