PHP几率算法问题

问题是这样子的：在一个物品合成系统中，需要使用几件不同的物品来合成宝石，有不同的几率生成一颗（50%）、两颗（16%）和三颗（2%）宝石，其余的为爆掉，即什么也得不到。

方法一

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/**
 * 产生随机数，随机数 0-49，返回1, 50-65为2,66到67为3
 */
//初始化数组
 
function lucky(){
    $stone_arr = array(
            array( 'num' => 1, 'prob' => '50%' ),
            array( 'num' => 2, 'prob' => '16%' ),
            array( 'num' => 3, 'prob' => '2%' )
             );
    //随机获得一个幸运数字,
    $luck_num = mt_rand( 0, 99 );
    //初始化几率区间
    $lucky_range = 0;
    //最终宝石生产数目
    $made_num = 0;
 
    foreach( $stone_arr as $sa ){
        $prob = intval( $sa['prob'] );//50, 16, 2
        if( $luck_num >= $lucky_range && $luck_num < $lucky_range + $prob ){
            $made_num = $sa['num'];
            break;
        }
        else{
            $lucky_range += $prob;
        }
    }
    return $made_num;
}
 
$made_num = lucky();
echo $made_num;

方法二

然后是第二种方法，逻辑简单的方法

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$a = array_fill(0,50, 1);
$b = array_fill(0,16, 2);
$c = array_fill(0,2, 3);
$d = array_fill(0,32, 0);
$arr = array_merge($a, $b, $c);
//var_dump($arr);
$d = mt_rand(0,99);
echo $arr[$d];

方法三

第三种算法，其实与第一种方法是同样原理

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/*
* 经典的概率算法，
* $proArr是一个预先设置的数组，
* 假设数组为：array(100,200,300，400)，
* 开始是从1,1000 这个概率范围内筛选第一个数是否在他的出现概率范围之内，
* 如果不在，则将概率空间，也就是k的值减去刚刚的那个数字的概率空间，
* 在本例当中就是减去100，也就是说第二个数是在1，900这个范围内筛选的。
* 这样 筛选到最终，总会有一个数满足要求。
* 就相当于去一个箱子里摸东西，
* 第一个不是，第二个不是，第三个还不是，那最后一个一定是。
* 这个算法简单，而且效率非常 高，
* 关键是这个算法已在我们以前的项目中有应用，尤其是大数据量的项目中效率非常棒。
*/
function get_rand($proArr) {
    $result = '';
    //概率数组的总概率精度
    $proSum = array_sum($proArr);
    //概率数组循环
    foreach ($proArr as $key => $proCur) {
        $randNum = mt_rand(1, $proSum);
        if ($randNum <= $proCur) {
            $result = $key;
            break;
        } else {
            $proSum -= $proCur;
        }
    }
    unset ($proArr);
    return $result;
}
 
/*
* 奖项数组
* 是一个二维数组，记录了所有本次抽奖的奖项信息，
* 其中id表示中奖等级，prize表示奖品，v表示中奖概率。
* 注意其中的v必须为整数，你可以将对应的 奖项的v设置成0，即意味着该奖项抽中的几率是0，
* 数组中v的总和（基数），基数越大越能体现概率的准确性。
* 本例中v的总和为100，那么平板电脑对应的 中奖概率就是1%，
* 如果v的总和是10000，那中奖概率就是万分之一了。
*
*/
$prize_arr = array(
    '0' => array('id'=>1,'prize'=>'平板电脑','v'=>1),
    '1' => array('id'=>2,'prize'=>'数码相机','v'=>5),
    '2' => array('id'=>3,'prize'=>'音箱设备','v'=>10),
    '3' => array('id'=>4,'prize'=>'4G优盘','v'=>12),
    '4' => array('id'=>5,'prize'=>'10Q币','v'=>22),
    '5' => array('id'=>6,'prize'=>'下次没准就能中哦','v'=>50),
);
 
/*
* 每次前端页面的请求，PHP循环奖项设置数组，
* 通过概率计算函数get_rand获取抽中的奖项id。
* 将中奖奖品保存在数组$res['yes']中，
* 而剩下的未中奖的信息保存在$res['no']中，
* 最后输出json个数数据给前端页面。
*/
foreach ($prize_arr as $key => $val) {
    $arr[$val['id']] = $val['v'];
}
$rid = get_rand($arr); //根据概率获取奖项id
 
$res['yes'] = $prize_arr[$rid-1]['prize']; //中奖项
unset($prize_arr[$rid-1]); //将中奖项从数组中剔除，剩下未中奖项
shuffle($prize_arr); //打乱数组顺序
for($i=0;$i<count($prize_arr);$i++){
    $pr[] = $prize_arr[$i]['prize'];
}
$res['no'] = $pr;
print_r($res);