java 权重随机数算法

大家好，我是入错行的bug猫。（http://blog.csdn.net/qq_41399429，谢绝转载）

如题，前段时间写一个抽奖程序，需要产生随机数A、B、C、D…，并且出现的概率是固定值，比喻特等奖，一等奖，二等奖，三等奖中奖概率分别是1:2:3:4

bug猫：产生随机数啊，那个简单，我知道！

脑袋一拍，有了：
随机生成含0，不含10的整数，按照理论，生成 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 概率完全相等，
生成的随机数为0（大于等于0，小于1），占整体的概率是1/10；
生成的随机数为1，2（大于等于1，小于3），占整体的概率是2/10；
生成的随机数为3，4，5（大于等于3，小于6），占整体的概率是3/10；
生成的随机数为6，7，8，9（大于等于6，小于10），占整体的概率是4/10；
于是四种可能的比，正好是 1:2:3:4

于是bug猫疯狂地敲键盘，代码撸出来了，代码就不贴了，没什么技术含量。

老板：不对啊，怎么少了参与奖？不行，参与奖要加，还要占整个概率的50%。

bug猫：……
好吧，不难。我把随机数范围设置为0-20，0到10保持不变，10-20范围属于参与奖。
加一个if else判定搞定！

老板：嗯——咱们还等加一个优惠奖，抽中这个优惠奖，可以直接有下次抽奖的资格，这个奖，就和特等奖、一等奖、二等奖、三等奖之和一样吧

bug猫：……
经过一系列计算，bug猫终于把各种概率计算出来后，把之前的各个临界值修改了一遍。加班搞完了！

老板：等等！貌似抽奖就有奖获奖，这不对啊！还有大把的不中奖呢？

bug猫：噫，这不是您故意设计成这样的吗？
老板：我要是都发给中奖的人，哪你还要年终奖吗？

bug猫：向年终奖低头！
于是bug猫熬夜搞完了！

像这种不断变更需求，程序猿能不各种苦逼加班吗？
bug猫认为，程序猿需要会“偷懒”，不会“偷懒”的程序猿最终会被各种需求淹没，甚至会被淘汰！
此偷懒非上班摸鱼打浑，而是提高自己效率，更短的时间内，干完自己手上的活，让自己闲下来。

回到正题，如果java中有权重随机数，那么bug猫也不会苦逼兮兮改代码了。
可惜java里没有现成的方法。
网上查资料，要么是千篇一律，不知道是谁转载谁的，要么就是复杂得一腿子，还有的根本没法扩展。
那么，自己撸吧！

解题思路：
按照一开始思路，是没有问题。
某个元素的概率变化了，或者删减了元素，影响到的只是随机数范围，和临界值。
我们看一下随机数范围是怎么来的：等于各个元素的比例之和。
如果概率是按百分比，那么随机数范围，也就是总体是100；
如果是类似A:B:C:D:E=1:2:3:4:6，那么随机数范围应该是（1+2+3+4+6）=16；
再看临界值：
16份数据中，A占1份，B占2份，C占3份，D占4份，E占6份

元素 最小 最大 A 0 = 0 1=0+1 B 1=A最大 3=A最大+2 C 3=B最大 6=B最大+3 D 6=C最大 10=C最大+4 E 10=D最大 16=D最大+6

规则很明显
数学表达式：E₀最小=0，E₀最大=E₀最小+权值₀；E_n最小=E_n-1最大，E_n最大=E_n最小+权值_n
说人话就是：当前元素概率范围，最小值是上一个元素的最大值，最大值是当前元素的最小值，加上当前元素的权值；

java 代码：

int[] weight = new int[]{1,2,3,4,6};   //所有元素权重List<Integer> weightTmp = new ArrayList<Integer>(weight.length+1);weightTmp.add(0);//随机数范围从0开始计算Integer sum = 0;//随机数最大值，java随机数是不包含该值for( Integer d : weight ){   sum += d;   weightTmp.add(sum);//当前元素概率范围临界值}Random random = new Random();int rand = random.nextInt(sum);//产生0到sum，含0不含sum的随机数

随机数，和临界值都准备好，剩下的就是判断rand是落在哪个范围。
哈？用if else？
先等等，bug猫已经对if else产生不可抗力的恐惧了。

我们还是先观察一下，weightTmp是一个集合，里面的每个对象，正好是元素的临界值。第一个对象是0，最后一个对象是sum，而且weightTmp里面的对象，全部按从小到大排好，找到可以插入rand的位置，这个区间段对应的权重，就是本次随机到的元素：

int index = 0;for(int i = weightTmp.size()-1; i >0; i--){//从集合尾部向头部遍历。也就是从大到小遍历   if( rand >= weightTmp.get(i)){//当第一次出现随机数，大于临界值时      index = i;      break;   }}return index;

返回的index，就是随机到的weight下表。

整理一下代码：

/** * 权重随机数 * @param weight [15,568,4181,2] * @return 索引值 */public static int random(List<Integer> weight){    List<Integer> weightTmp = new ArrayList<Integer>(weight.size()+1);    weightTmp.add(0);    Integer sum = 0;    for( Integer d : weight ){        sum += d;        weightTmp.add(sum);    }    Random random = new Random();    int rand = random.nextInt(sum);    int index = 0;    for(int i = weightTmp.size()-1; i >0; i--){        if( rand >= weightTmp.get(i)){            index = i;            break;        }    }    return index;}//这只是整数权重的，如果是小数、或者百分比，可以先转化成整数，在执行这个方法

搞定！

临近下班的时候，老板带着零食饮料过来，bug喵呀，这个还要加一个奖，另外几个概率也改改。
bug猫撮着枸杞白开水，掐指一算各自的概率，随手在键盘敲了几下，测试通过。对老板说，已经改完了！
在老板诧异的阳光下，伴着下班闹钟，淡定地溜了。

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~THE END~

于是第二天bug喵被老板塞了更多的任务了…… (╯‵□′)╯︵┻━┻