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【项目实战】——Java根据奖品权重计算中奖概率实现抽奖（适用于砸金蛋、大转盘等抽奖活动）

　
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　　双蛋节（圣诞+元旦）刚刚过去，前几天项目上线的砸金蛋活动也圆满结束。

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　　现在在许多网站上都会有抽奖的活动，抽奖的算法也是多种多样，这里介绍一下如何根据每种奖品的权重来抽奖，适用于多种抽奖形式。

奖品设置

　　比如现在举行一次砸金蛋活动中，奖品如下：

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　　奖品够丰富的哇，香车美女豪宅都有了~不过由于法律的原因，活人是不能赠送的，所以一等奖只能送海报了~~这里写图片描述

　　奖品在数据库中的存储情况

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抽奖实现

　　奖品实体 Prize.java

    public class Prize {    
    private int id;//奖品id
    private String prize_name;//奖品名称
    private int prize_amount;//奖品（剩余）数量
    private int prize_weight;//奖品权重
    //getter、setter

　　这里只考虑最简单的抽奖实现，所以暂时只为奖品设计如上4个字段。

　　见注释，prize_name表示奖品名称；prize_amount表示奖品数量，即本次抽奖活动计划发放此奖品的数量；prize_weight表示奖品权重，表示奖品被抽到的几率的比重，权重越大，被抽到的几率越大，比如本次砸金蛋活动有4种奖品，权重分别是1、2、3、4，总权重是10，那么每种奖品被抽到的几率就是1/10，2/10，3/10，4/10。

　　核心算法：

/**
     * 根据Math.random()产生一个double型的随机数，判断每个奖品出现的概率
     * @param prizes
     * @return random：奖品列表prizes中的序列（prizes中的第random个就是抽中的奖品）
     */
    public int getPrizeIndex(List<Prize> prizes) {
        DecimalFormat df = new DecimalFormat("######0.00");  
        int random = -1;
        try{
            //计算总权重
            double sumWeight = 0;
            for(Prize p : prizes){
                sumWeight += p.getPrize_weight();
            }

            //产生随机数
            double randomNumber;
            randomNumber = Math.random();

            //根据随机数在所有奖品分布的区域并确定所抽奖品
            double d1 = 0;
            double d2 = 0;          
            for(int i=0;i<prizes.size();i++){
                d2 += Double.parseDouble(String.valueOf(prizes.get(i).getPrize_weight()))/sumWeight;
                if(i==0){
                    d1 = 0;
                }else{
                    d1 +=Double.parseDouble(String.valueOf(prizes.get(i-1).getPrize_weight()))/sumWeight;
                }
                if(randomNumber >= d1 && randomNumber <= d2){
                    random = i;
                    break;
                }
            }
        }catch(Exception e){
            System.out.println("生成抽奖随机数出错，出错原因：" +e.getMessage());
        }
        return random;
    }

　　抽奖的逻辑可以用下面这张图表示：

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　　分析：如上图，为了便于计算和理解，设置每种奖品的权重分别为1，2，3，4，所以被抽到的概率分别为0.1，0.2，0.3，0.4（本次活动中奖概率为100%）。

　　先生成一个随机数randomNumber，然后根据随机数所处区域判断奖品：

0<randomNumber<=0.1   表示抽中一等奖
0.1<randomNumber<=0.3 表示抽中二等奖
0.3<randomNumber<=0.6 表示抽中三等奖
0.6<randomNumber<=1.0 表示抽中四等奖

抽奖测试

public static void main(String[] agrs) {
        int i = 0;
        PrizeMathRandom a = new PrizeMathRandom();
        int[] result=new int[4];
        List<Prize> prizes = new ArrayList<Prize>();

        Prize p1 = new Prize();
        p1.setPrize_name("范冰冰海报");
        p1.setPrize_weight(1);//奖品的权重设置成1
        prizes.add(p1);

        Prize p2 = new Prize();
        p2.setPrize_name("上海紫园1号别墅");
        p2.setPrize_weight(2);//奖品的权重设置成2
        prizes.add(p2);

        Prize p3 = new Prize();
        p3.setPrize_name("奥迪a9");
        p3.setPrize_weight(3);//奖品的权重设置成3
        prizes.add(p3);

        Prize p4 = new Prize();
        p4.setPrize_name("双色球彩票");
        p4.setPrize_weight(4);//奖品的权重设置成4
        prizes.add(p4);

        System.out.println("抽奖开始");
        for (i = 0; i < 10000; i++)// 打印100个测试概率的准确性
        {
            int selected=a.getPrizeIndex(prizes);
            System.out.println("第"+i+"次抽中的奖品为："+prizes.get(selected).getPrize_name());
            result[selected]++;
            System.out.println("--------------------------------");
        }
        System.out.println("抽奖结束");
        System.out.println("每种奖品抽到的数量为：");
        System.out.println("一等奖："+result[0]);
        System.out.println("二等奖："+result[1]);
        System.out.println("三等奖："+result[2]);
        System.out.println("四等奖："+result[3]);       
    }

　　尝试抽奖10000次的结果如下：

一等奖：962
二等奖：2007
三等奖：3043
四等奖：3988

　　每类奖品获奖次数比例刚好大约为1：2：3：4，学过概率的你肯定知道抽奖次数越多，测试结果越准确~~

　　Tips：

　　如果计划中奖率是100%的话，那么10个奖品只能抽奖10次，所以还要根据实际情况设置每种奖品数量和权重。

　　如果需要设置中奖率不为100%，可以添加一个“伪奖品”，并为其设置权重，那么抽到这个“伪奖品”的概率就是不中奖的概率。

　　如果在抽奖过程中某类奖品抽完了，可以做个判断，如果此奖品的剩余数量为0，则重新抽取奖品，直到抽到其他奖品位置。

　　本来活动期间小编报着随时抢救bug的心态，连回家都抱着电脑，然而从活动上线到活动结束，并没有出现bug~~在此感谢产品部、测试部和研发部所有同事在上线前轰炸式的测试~~

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