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
- 所有红包累计金额等于红包总金额
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，这就使得抢红包变的不公平。
- 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
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
