Java 利用binarySearch实现抽奖计算逻辑
作者：Super~me
前言
我们平时抽奖总感觉想抽到最高的奖那么难，正巧写了个抽奖的功能，趁着有时间把抽奖的功能实现整理一下，我们要抽奖首先要定义一个奖品的实体类，这个实体类中包含奖品的基本信息，比如奖品名称，奖品数量，抽奖权值，是否是奖品（因为要考虑到谢谢惠顾之类的未中奖情况）等等，根据需求的扩增也可以对每个人抽中奖的次数进行限制（增加抽奖次数属性），在此不做过于复杂的设计，主要说实现的逻辑。定义实体类后我们就去装填奖品信息了（去数据库增加中奖信息...）,我们也可以不使用数据库只做一些模拟数据，以上都准备好后就可以开始我们的抽奖逻辑设计了。
抽奖逻辑
我们通过定义奖品信息的权值来作为后续控制中奖几率的关键，权值为整数类型，数值越小被抽中的几率越小，我们把真正的奖品设置的权值小一些，将不中奖的权值设置的大一些，然后我们将权值作为map数组的value放入map数组中，key为奖品的具体对象信息（一个奖品的对象信息对应着它的权值）。我们根据它们的权值来新建一个专门用来抽奖的数组，这个数组必须满足1.是有序的2.与奖品数组的下标一一对应。最简单粗暴的方式就是让所有的权值递加变成一个递增的新数组。生成这个数组后我们就可以利用binarySearch函数实现根据随机数来拿取具体的奖品对象了，实现了由奖品权值来定义抽奖的中奖率。
逻辑功能实现
下面用一段逻辑代码来描述中奖奖品产生的关键过程。在这里补充一下binarySearch函数的运用，binarySearch(Object[], Object key)函数中第一个参数是要搜索的数组，参数key为要搜索的值
| 情况 | 结果 |
|---|---|
| 值不是数组元素，且在数组范围内 | 得到-（插入点索引值《后面讲到》+1） |
| 值是数组元素 | 得到搜索的索引值 |
| 值不是数组元素，且大于数组内元素 | -（length+1） |
| 值不是数组元素，且小于数组内元素 | -1 |
插入的索引值其实就是将当前的搜索值放入搜索数值后，得到的这个值的下一位值的索引值，打个比方，搜索数组为：【12，13，20，90】搜索值为【60】那么将搜索值放入搜索数组后得到【12，13，20，60，90】那么这时的90的索引值4即为插入点索引值，试想当搜索值不在该数组范围内且小于数组范围时，此时的插入点应该是数组的第一个值，该插入点的索引值也就是1，反之大于数组范围时插入点的索引值为（length+1）。
public class GetIndex {
private int weightAdder ; //权值加法器基数
private int index ; //权值加法器填充时下标
private int dex; //中奖值下标
private int max; //最大权值
private int random;
private Random ran;
private ArrayList<String> record = new ArrayList<String>();
private int[] weights; //权值加法器数组
public static DecimalFormat df = new DecimalFormat("0.00"); //格式化数值
public static int[] map = new int[] {10,8450,1000,500,40}; //中奖权值
public static int looptime = 100;//抽奖次数
public static void main(String[] args) {
GetIndex getindex = new GetIndex();
for (int j = 0;j<looptime;j++) {
getindex.index = 0;
getindex.weightAdder = 0;
getindex.ran = new Random();
getindex.weights = new int[map.length];
//生成权限加法器数组，保证新生成数据值有序递增
for(int w : map ) {
getindex.weights[getindex.index++] = (getindex.weightAdder = getindex.weightAdder + w);
}
/*
* for(int w : weights) { System.out.println("数组："+w); }
*/
getindex.max = getindex.weights[getindex.weights.length-1]; //获取权限加法器数组最大值
getindex.random = getindex.ran.nextInt(getindex.max)+1; //生成随机数
getindex.dex = Arrays.binarySearch(getindex.weights, getindex.random);//重要：获取该数组的一个下标即为中奖值
System.out.println("随机数："+getindex.random);
System.out.println("Dex: "+getindex.dex);
//计算dex时数组被加1，所以在此减一
if(getindex.dex < 0) {
getindex.dex = -1 - getindex.dex;
}
System.out.println("Result: "+getindex.dex+" 加法器数组数据："+getindex.weights[getindex.dex]+" 选中号："+map[getindex.dex]);
if(getindex.dex == 4 || getindex.dex == 0 || getindex.dex == 3) { //假设第一位与第五位中奖
getindex.record.add("中奖号："+map[getindex.dex]);
}
}
for(String rec: getindex.record) {
System.out.println(rec );
}
String odds = df.format((float)getindex.record.size()/map.length);
System.out.println("中奖率: "+ odds );
}
}
以上是抽奖过程中的主要逻辑，其核心就是利用binarySearch函数在随机搜索值中找到一个搜索数组的一个下标，根据该下标定位到具体的奖品信息。
贴上逻辑运算结果 ：
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