waterElectricityService/RedPacketAlgorithm.java

package com.happy.redis;

import java.util.Random;

public class RedPacketAlgorithm {
	static Random random = new Random();
	static {
		random.setSeed(System.currentTimeMillis());
	}

	public static void main(String[] args) {
		long max = 20;
		long min = 1;

		long[] result = generate(100, 10, max, min);
		long total = 0;
		for (int i = 0; i < result.length; i++) {
			total += result[i];
		}
		// 检查生成的红包的总额是否正确
		// System.out.println("total:" + total);

		// 统计每个钱数的红包数量，检查是否接近正态分布
		int count[] = new int[(int) max + 1];
		for (int i = 0; i < result.length; i++) {
			count[(int) result[i]] += 1;
		}

		// for (int i = 0; i < count.length; i++) {
		// System.out.println("" + i + "  " + count[i]);
		// }
	}

	/**
	 * 生产min和max之间的随机数，但是概率不是平均的，从min到max方向概率逐渐加大。
	 * 先平方，然后产生一个平方值范围内的随机数，再开方，这样就产生了一种“膨胀”再“收缩”的效果。
	 * 
	 * @param min
	 * @param max
	 * @return
	 */
	static long xRandom(long min, long max) {
		return sqrt(nextLong(sqr(max - min)));
	}

	/**
	 * 
	 * @param total
	 *            红包总额
	 * @param count
	 *            红包个数
	 * @param max
	 *            每个小红包的最大额
	 * @param min
	 *            每个小红包的最小额
	 * @return 存放生成的每个小红包的值的数组
	 */
	public static long[] generate(long total, int count, long max, long min) {

		if (count * max < total) {
			// System.out.println("最大红包钱数 * 红包个数 < 总钱数");
			System.exit(-1);
		}

		long[] result = new long[count];

		long average = total / count;

		long a = average - min;
		long b = max - min;

		//
		// 这样的随机数的概率实际改变了，产生大数的可能性要比产生小数的概率要小。
		// 这样就实现了大部分红包的值在平均数附近。大红包和小红包比较少。
		long range1 = sqr(average - min);
		long range2 = sqr(max - average);

		for (int i = 0; i < result.length; i++) {
			// 因为小红包的数量通常是要比大红包的数量要多的，因为这里的概率要调换过来。
			// 当随机数>平均值，则产生小红包
			// 当随机数<平均值，则产生大红包
			if (nextLong(min, max) > average) {
				// 在平均线上减钱
				// long temp = min + sqrt(nextLong(range1));
				long temp = min + xRandom(min, average);
				result[i] = temp;
				total -= temp;
			} else {
				// 在平均线上加钱
				// long temp = max - sqrt(nextLong(range2));
				long temp = max - xRandom(average, max);
				result[i] = temp;
				total -= temp;
			}
		}
		// 如果还有余钱，则尝试加到小红包里，如果加不进去，则尝试下一个。
		while (total > 0) {
			for (int i = 0; i < result.length; i++) {
				if (total > 0 && result[i] < max) {
					result[i]++;
					total--;
				}
			}
		}
		// 如果钱是负数了，还得从已生成的小红包中抽取回来
		while (total < 0) {
			for (int i = 0; i < result.length; i++) {
				if (total < 0 && result[i] > min) {
					result[i]--;
					total++;
				}
			}
		}
		return result;
	}

	static long sqrt(long n) {
		// 改进为查表？
		return (long) Math.sqrt(n);
	}

	static long sqr(long n) {
		// 查表快，还是直接算快？
		return n * n;
	}

	static long nextLong(long n) {
		return random.nextInt((int) n);
	}

	static long nextLong(long min, long max) {
		return random.nextInt((int) (max - min + 1)) + min;
	}
}