微信随机红包数详解和算法代码

来源：互联网发布：炒股软件免费版排名编辑：程序博客网时间：2024/05/16 08:45

需求
CleverCode最近接到一个需求，需要写一个固定红包 + 随机红包算法。
1 固定红包就是每个红包金额一样，有多少个就发多少个固定红包金额就行。
2 随机红包的需求是。比如红包总金额5元，需要发10个红包。随机范围是 0.01到0.99；5元必需发完，金额需要有一定趋势的正态分布。（0.99可以任意指定，也可以是 avg * 2 - 0.01；比如avg = 5 / 10 = 0.5；（avg * 2 - 0.01 = 0.99））

2 需求分析
2.1 固定红包
如果是固定红包，则算法是一条直线。t就是固定红包的额度。如图。
f(x) = t;（1 <= x <= num）

2.2 随机红包
如果我们使用随机函数rand。rand(0.01,0.99)；那么10次随机，如果最坏情况都是金额0.99，总金额就是9.9元。会超过5元。金额也会不正态分布。最后思考了一下借助与数学函数来当作随机红包的发生器，可以用抛物线，三角函数。最后选定了等腰三角线性函数。

1 算法原理
如果需要发红包总金额是totalMoney，红包个数是num个，金额范围是[min,max]，线性方程如图。

三个点的坐标：
（x1,y1） = (1,min)
(x2,y2) = (num/2,max)
(x3,y3) = (num,min)
确定的线性方程：
$y = 1.0 * ($x - $x1) / ($x2 - $x1) * ($y2 - $y1) + $y1 ; （x1 <= x <= x2）
$y = 1.0 * ($x - $x2) / ($x3 - $x2) * ($y3 - $y2) + $y2; （x2 <= x <= x3）
修数据：
y(合) = y1 + y2 + y3 +...... ynum；
y(合)有可能 > totalMoney ，说明生成金额多了，需要修数据，则从(y1,y2,y3.....ynum)这些每次减少0.01。直到y(合) = totalMoney。
y(合)有可能 < totalMoney ，说明生成金额少了，需要修数据，则从(y1,y2,y3.....ynum)这些每次加上0.01。直到y(合) = totalMoney。

2 算法原理样例
如果需要发红包总金额是11470，红包个数是7400个，金额范围是[0.01,3.09]，线性方程如图。

3 需求设计
3.1 类图设计

3.2 源码设计
<?php
/**
* 随机红包+固定红包算法[策略模式]
* copyright (c) 2016 http://blog.csdn.net/CleverCode
*/
//配置传输数据DTO
class OptionDTO
{/*{{{*/
//红包总金额
public $totalMoney;
//红包数量
public $num;
//范围开始
public $rangeStart;
//范围结算
public $rangeEnd;
//生成红包策略
public $builderStrategy;
//随机红包剩余规则
public $randFormatType; //Can_Left：不修数据,可以有剩余；No_Left：不能有剩余
public static function create($totalMoney,$num,$rangeStart,$rangEnd,
$builderStrategy,$randFormatType = 'No_Left')
{/*{{{*/
$self = new self();
$self->num = $num;
$self->rangeStart = $rangeStart;
$self->rangeEnd = $rangEnd;
$self->totalMoney = $totalMoney;
$self->builderStrategy = $builderStrategy;
$self->randFormatType = $randFormatType;
return $self;
}/*}}}*/
}/*}}}*/
//红包生成器接口
interface IBuilderStrategy
{/*{{{*/
//创建红包
public function create();
//设置配置
public function setOption(OptionDTO $option);
//是否可以生成红包
public function isCanBuilder();
//生成红包函数
public function fx($x);
}/*}}}*/
//固定等额红包策略
class EqualPackageStrategy implements IBuilderStrategy
{/*{{{*/
//单个红包金额
public $oneMoney;
//数量
public $num;
public function __construct($option = null)
{
if($option instanceof OptionDTO)
{
$this->setOption($option);
}
}
public function setOption(OptionDTO $option)
{
$this->oneMoney = $option->rangeStart;
$this->num = $option->num;
}
public function create()
{/*{{{*/
$data = array();
if(false == $this->isCanBuilder())
{
return $data;
}
$data = array();
if(false == is_int($this->num) || $this->num <= 0)
{
return $data;
}
for($i = 1;$i <= $this->num;$i++)
{
$data[$i] = $this->fx($i);
}
return $data;
}/*}}}*/
/**
* 等额红包的方程是一条直线
*
* @param mixed $x
* @access public
* @return void
*/
public function fx($x)
{/*{{{*/
return $this->oneMoney;
}/*}}}*/
/**
* 是否能固定红包
*
* @access public
* @return void
*/
public function isCanBuilder()
{/*{{{*/
if(false == is_int($this->num) || $this->num <= 0)
{
return false;
}
if(false == is_numeric($this->oneMoney) || $this->oneMoney <= 0)
{
return false;
}
//单个红包小于1分
if($this->oneMoney < 0.01)
{
return false;
}
return true;
}/*}}}*/
}/*}}}*/
//随机红包策略(三角形)
class RandTrianglePackageStrategy implements IBuilderStrategy
{/*{{{*/
//总额
public $totalMoney;
//红包数量
public $num;
//随机红包最小值
public $minMoney;
//随机红包最大值
public $maxMoney;
//修数据方式：NO_LEFT: 红包总额 = 预算总额；CAN_LEFT: 红包总额 <= 预算总额
public $formatType;
//预算剩余金额
public $leftMoney;
public function __construct($option = null)
{/*{{{*/
if($option instanceof OptionDTO)
{
$this->setOption($option);
}
}/*}}}*/
public function setOption(OptionDTO $option)
{/*{{{*/
$this->totalMoney = $option->totalMoney;
$this->num = $option->num;
$this->formatType = $option->randFormatType;
$this->minMoney = $option->rangeStart;
$this->maxMoney = $option->rangeEnd;
$this->leftMoney = $this->totalMoney;
}/*}}}*/
/**
* 创建随机红包
*
* @access public
* @return void
*/
public function create()
{/*{{{*/
$data = array();
if(false == $this->isCanBuilder())
{
return $data;
}
$leftMoney = $this->leftMoney;
for($i = 1;$i <= $this->num;$i++)
{
$data[$i] = $this->fx($i);
$leftMoney = $leftMoney - $data[$i];
}
//修数据
list($okLeftMoney,$okData) = $this->format($leftMoney,$data);
//随机排序
shuffle($okData);
$this->leftMoney = $okLeftMoney;
return $okData;
}/*}}}*/
/**
* 是否能够发随机红包
*
* @access public
* @return void
*/
public function isCanBuilder()
{/*{{{*/
if(false == is_int($this->num) || $this->num <= 0)
{
return false;
}
if(false == is_numeric($this->totalMoney) || $this->totalMoney <= 0)
{
return false;
}
//均值
$avgMoney = $this->totalMoney / 1.0 / $this->num;
//均值小于最小值
if($avgMoney < $this->minMoney )
{
return false;
}
return true;
}/*}}}*/
/**
* 获取剩余金额
*
* @access public
* @return void
*/
public function getLeftMoney()
{/*{{{*/
return $this->leftMoney;
}/*}}}*/
/**
* 随机红包生成函数。三角函数。[(1,0.01),($num/2,$avgMoney),($num,0.01)]
*
* @param mixed $x,1 <= $x <= $this->num;
* @access public
* @return void
*/
public function fx($x)
{/*{{{*/
if(false == $this->isCanBuilder())
{
return 0;
}
if($x < 1 || $x > $this->num)
{
return 0;
}
$x1 = 1;
$y1 = $this->minMoney;
//我的峰值
$y2 = $this->maxMoney;
//中间点
$x2 = ceil($this->num / 1.0 / 2);
//最后点
$x3 = $this->num;
$y3 = $this->minMoney;
//当x1,x2,x3都是1的时候(竖线)
if($x1 == $x2 && $x2 == $x3)
{
return $y2;
}
// '/_\'三角形状的线性方程
//'/'部分
if($x1 != $x2 && $x >= $x1 && $x <= $x2)
{
$y = 1.0 * ($x - $x1) / ($x2 - $x1) * ($y2 - $y1) + $y1;
return number_format($y, 2, '.', '');
}
//'\'形状
if($x2 != $x3 && $x >= $x2 && $x <= $x3)
{
$y = 1.0 * ($x - $x2) / ($x3 - $x2) * ($y3 - $y2) + $y2;
return number_format($y, 2, '.', '');
}
return 0;
}/*}}}*/
/**
* 格式化修红包数据
*
* @param mixed $leftMoney
* @param array $data
* @access public
* @return void
*/
private function format($leftMoney,array $data)
{/*{{{*/
//不能发随机红包
if(false == $this->isCanBuilder())
{
return array($leftMoney,$data);
}
//红包剩余是0
if(0 == $leftMoney)
{
return array($leftMoney,$data);
}
//数组为空
if(count($data) < 1)
{
return array($leftMoney,$data);
}
//如果是可以有剩余，并且$leftMoney > 0
if('Can_Left' == $this->formatType
&& $leftMoney > 0)
{
return array($leftMoney,$data);
}
//我的峰值
$myMax = $this->maxMoney;
// 如果还有余钱，则尝试加到小红包里，如果加不进去，则尝试下一个。
while($leftMoney > 0)
{
$found = 0;
foreach($data as $key => $val)
{
//减少循环优化
if($leftMoney <= 0)
{
break;
}
//预判
$afterLeftMoney = (double)$leftMoney - 0.01;
$afterVal = (double)$val + 0.01;
if( $afterLeftMoney >= 0 && $afterVal <= $myMax)
{
$found = 1;
$data[$key] = number_format($afterVal,2,'.','');
$leftMoney = $afterLeftMoney;
//精度
$leftMoney = number_format($leftMoney,2,'.','');
}
}
//如果没有可以加的红包，需要结束,否则死循环
if($found == 0)
{
break;
}
}
//如果$leftMoney < 0 ,说明生成的红包超过预算了，需要减少部分红包金额
while($leftMoney < 0)
{
$found = 0;
foreach($data as $key => $val)
{
if($leftMoney >= 0)
{
break;
}
//预判
$afterLeftMoney = (double)$leftMoney + 0.01;
$afterVal = (double)$val - 0.01;
if( $afterLeftMoney <= 0 && $afterVal >= $this->minMoney)
{
$found = 1;
$data[$key] = number_format($afterVal,2,'.','');
$leftMoney = $afterLeftMoney;
$leftMoney = number_format($leftMoney,2,'.','');
}
}
//如果一个减少的红包都没有的话，需要结束，否则死循环
if($found == 0)
{
break;
}
}
return array($leftMoney,$data);
}/*}}}*/
}/*}}}*/
//维护策略的环境类
class RedPackageBuilder
{/*{{{*/
// 实例
protected static $_instance = null;
/**
* Singleton instance（获取自己的实例）
*
* @return MemcacheOperate
*/
public static function getInstance()
{ /*{{{*/
if (null === self::$_instance)
{
self::$_instance = new self();
}
return self::$_instance;
} /*}}}*/
/**
* 获取策略【使用反射】
*
* @param string $type 类型
* @return void
*/
public function getBuilderStrategy($type)
{ /*{{{*/
$class = $type.'PackageStrategy';
if(class_exists($class))
{
return new $class();
}
else
{
throw new Exception("{$class} 类不存在！");
}
} /*}}}*/
public function getRedPackageByDTO(OptionDTO $optionDTO)
{/*{{{*/
//获取策略
$builderStrategy = $this->getBuilderStrategy($optionDTO->builderStrategy);
//设置参数
$builderStrategy->setOption($optionDTO);
return $builderStrategy->create();
}/*}}}*/
}/*}}}*/
class Client
{/*{{{*/
public static function main($argv)
{
//固定红包
$dto = OptionDTO::create(1000,10,100,100,'Equal');
$data = RedPackageBuilder::getInstance()->getRedPackageByDTO($dto);
//print_r($data);
//随机红包[修数据]
$dto = OptionDTO::create(5,10,0.01,0.99,'RandTriangle');
$data = RedPackageBuilder::getInstance()->getRedPackageByDTO($dto);
print_r($data);
//随机红包[不修数据]
$dto = OptionDTO::create(5,10,0.01,0.99,'RandTriangle','Can_Left');
$data = RedPackageBuilder::getInstance()->getRedPackageByDTO($dto);
//print_r($data);
}
}/*}}}*/
Client::main($argv);

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微信随机红包数详解和算法代码

需求

2 需求分析

2.1 固定红包

2.2 随机红包

3 需求设计

3.1 类图设计

3.2 源码设计