Java实现游戏抽奖算法

/**
 * 抽奖奖品实体类
 * @author irving
 * @since 2017年7月23日 下午9:41:33
 * @version MARK 0.0.1
 */
public class Gift {
 
 private int id; //奖品Id
 private String name; //奖品名称
 private double prob; //获奖概率
 
 public int getId() {
 return id;
 }
 public void setId(int id) {
 this.id = id;
 }
 public String getName() {
 return name;
 }
 public void setName(String name) {
 this.name = name;
 }
 public double getProb() {
 return prob;
 }
 public void setProb(double prob) {
 this.prob = prob;
 }
 
 @Override
 public String toString() {
 return ToStringBuilder.reflectionToString(this, ToStringStyle.JSON_STYLE);
 }
}

/**
 * 抽奖工具类<br/>
 * 整体思想：
 * 奖品集合 + 概率比例集合
 * 将奖品按集合中顺序概率计算成所占比例区间，放入比例集合。并产生一个随机数加入其中，排序。</br>
 * 排序后，随机数落在哪个区间，就表示那个区间的奖品被抽中。</br>
 * 返回的随机数在集合中的索引，该索引就是奖品集合中的索引。</br>
 * 比例区间的计算通过概率相加获得。
 * @author irving
 * @since 2017年7月23日 下午9:48:23
 * @version MARK 0.0.1
 */
package com.xxx.xxx.xxx.service;

import java.util.*;

/**
 * 抽奖工具类
 * @Author yuanyicheng
 * @Date 7:14 上午 2020/9/9
 */
public class DrawUtil {

 public static Gift draw(List<Gift> gifts) {
  if (null == gifts || gifts.size() == 0) {
   return null;
  }

  gifts.sort((o1, o2) -> (o1.prob - o2.prob) > 0 ? 1 : -1);

  List<Double> probLists = new ArrayList<>(gifts.size());
  Double sumProb = 0D;
  for (Gift gift : gifts) {
   sumProb += gift.getProb();
  }
  if (sumProb <= 0) {
   return null;
  }

  // 归一化概率端点
  Double rate = 0D;
  for (Gift gift : gifts) {
   rate += gift.getProb();
   probLists.add(rate / sumProb);
  }

  double random = Math.random();
  probLists.add(random);
  Collections.sort(probLists);
  int index = probLists.indexOf(random);
  if (index >= 0) {
   return gifts.get(index);
  }
  return null;
 }

 public static void main(String[] args) {
  List<Gift> gifts = new ArrayList<>();
  Gift nothing = new Gift("谢谢惠顾", 0.5D);
  Gift vip = new Gift("XX会员1个月", 0.4D);
  Gift phone = new Gift("手机", 0.1D);

  gifts.add(nothing);
  gifts.add(phone);
  gifts.add(vip);

  // 抽奖
//  Gift g = draw(gifts);

  // 以下是测试统计
  Map<String, Integer> countMap = new HashMap<>();
  for (Gift gift: gifts) {
   countMap.put(gift.getName(), 0);
  }
  countMap.put("null", 0);
  for (int i=0; i<1000; i++) {
   // 抽一个
   Gift gift = draw(gifts);
   String name = "null";
   if (null != gift) {
    name = gift.getName();
   }

   int count = countMap.get(name);
   countMap.put(name, ++count);
  }

  for (Map.Entry<String, Integer> entry : countMap.entrySet()) {
   System.out.println("抽到"+entry.getKey()+", "+entry.getValue()+"次");

  }
 }
}

/**
 * 奖品类
 */
class Gift {
 String name;
 Double prob;

 public Gift(String name, Double prob) {
  this.name = name;
  this.prob = prob;
 }

 public String getName() {
  return name;
 }

 public void setName(String name) {
  this.name = name;
 }

 public Double getProb() {
  return prob;
 }

 public void setProb(Double prob) {
  this.prob = prob;
 }
}