彩票選號后的數(shù)學(xué)——抽牌算法的實現(xiàn)

          中國的彩票選號,例如36選7,從36個數(shù)字中隨機(jī)選取7個,這在算法上如何實現(xiàn)呢?

          最簡單的想法就是,每次都從1~36隨機(jī)選取一個數(shù),一共選7次,不就可以了嗎?
          但這樣會有一個問題——重復(fù)。彩票選號是不能重復(fù)的,這也即是說如果你第一次選到的數(shù)是10,那么以后再從1~36中選數(shù)的時候,10就不能再選了。
          有人可能會說了,這還不好辦,如果重復(fù)了就廢掉,重新再選一個唄。
          這的確是一種解決方法,但是會有很大的問題,比如說5選4吧,前三個都已經(jīng)選好了是2,3,4,現(xiàn)在取第4個數(shù),這種情況下,取到1和5的幾率要比取到2,3,4的幾率還要小,也就是說,最壞的情況下,有可能會取很多次2,3,4,扔掉很多次,才最終能取到1或5,完成4個隨機(jī)數(shù)字的選擇。顯然,這樣效率是有很大問題的。

          下面就介紹一種算法:抽牌算法,來實現(xiàn)這種不允許重復(fù)的選號,同時不會出現(xiàn)這種效率上的問題。
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          抽牌算法的核心思想如下:
          以36選7為例
          一副牌,一共36張,抽出其中一張牌,放到一邊,再從剩下的牌中抽出第二張,放到一邊……以此類推,直到抽完了7張牌為止。
          很顯然,這樣抽牌是絕對不會重復(fù)的。而其核心就是抽出的牌要放到一邊

          用算法如何實現(xiàn)呢?
          其實很簡單,只要能模擬實現(xiàn)把抽出的牌放到一邊這個概念就可以了,而模擬實現(xiàn)的方法是非常簡單的:把一個數(shù)組模擬成一個牌盒,用數(shù)組里存的數(shù)模擬牌,而抽出的牌放到一邊的動作,只需進(jìn)行一次數(shù)組交換,把它放到數(shù)組的末尾即可。

          以36選7為例
          初始化數(shù)組,其結(jié)構(gòu)為[1,2.....35,36]
          第一輪,從1~36序號中選取隨機(jī)序號,抽取到序號7, 把序號7和序號36的值交換,7放到數(shù)組的末尾,數(shù)組結(jié)構(gòu)變成[1...6,36,8......34,35,7]
          第二輪,從1~35序號中選取隨機(jī)序號,抽取到7(這時位置7所存的數(shù)就是36了),把36和35交換,數(shù)組結(jié)構(gòu)就變成了[1..6,35,8...34,36,7]
          第三輪,從1~34序號中選取隨機(jī)序號,抽取到5,把5和34交換,數(shù)組結(jié)構(gòu)變成了[1...4,34,6,35,8....5,36,7]
          ...
          每一次,都把抽出的“牌”放到數(shù)組的最后,然后再抽牌時,就不抽最后那張牌,這樣就實現(xiàn)了抽出的牌放到一邊這樣一個概念。

          請看以下Java代碼:
          Java code
          //獲得不重復(fù)的隨機(jī)數(shù)數(shù)組,取值范圍[min,max),個數(shù)size public static int[] getRandomIntWithoutReduplicate( int min, int max, int size ) { int[] result = new int[size];//用于存儲結(jié)果的數(shù)組 int arraySize = max - min;//用于放"牌"的數(shù)組大小 int[] intArray = new int[arraySize];//用于放"牌"的數(shù)組 // 初始化"牌盒",比如取值范圍是[3,10)則"牌盒"里放的"牌"就是3,4,5,6,7,8,9 for( int i = 0 ; i < intArray.length ; i++ ) { intArray[i] = i + min; } // 獲取不重復(fù)的隨機(jī)數(shù)數(shù)組 for( int i = 0 ; i < size ; i++ ) { int c = getRandomInt( min, max - i );//獲取到一個隨機(jī)數(shù) int index = c - min;//這個隨機(jī)數(shù)在"牌盒"里的位置 swap( intArray, index, arraySize - 1 - i );//將這張"牌"放到"牌盒"的最后面 result[i] = intArray[ arraySize - 1 - i ];//把這張"牌"的值扔到存儲結(jié)果的數(shù)組里 } return result; } //獲取隨機(jī)數(shù),隨機(jī)數(shù)取值范圍為[min, max) public static int getRandomInt( int min, int max ) { // include min, exclude max int result = min + new Double( Math.random() * ( max - min ) ).intValue(); return result; } private static void swap( int[] array, int x, int y ) {//交換數(shù)組arry, 序號x與序號y值的順序 int temp = array[x]; array[x] = array[y]; array[y] = temp; }

          posted on 2009-10-27 21:25 甜菜侯爵 閱讀(339) 評論(0)  編輯  收藏


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