微信红包随机数字_微信红包随机算法转载
php固定紅包 + 隨機紅包算法
1 需求
CleverCode最近接到一個需求，需要寫一個固定紅包 + 隨機紅包算法。
1 固定紅包就是每個紅包金額一樣，有多少個就發多少個固定紅包金額就行。
2 隨機紅包的需求是。比如紅包總金額5元，需要發10個紅包。隨機范圍是 0.01到0.99；5元必需發完，金額需要有一定趨勢的正態分布。(0.99可以任意指定，也可以是 avg * 2 - 0.01；比如avg = 5 / 10 = 0.5；(avg * 2 - 0.01 = 0.99))
2 需求分析
2.1 固定紅包
如果是固定紅包，則算法是一條直線。t就是固定紅包的額度。如圖。
f(x) = t;(1 <= x <= num)
2.2 隨機紅包
如果我們使用隨機函數rand。rand(0.01,0.99)；那么10次隨機，如果最壞情況都是金額0.99，總金額就是9.9元。會超過5元。金額也會不正態分布。最后思考了一下借助與數學函數來當作隨機紅包的發生器，可以用拋物線，三角函數。最后選定了等腰三角線性函數。
1 算法原理
如果需要發紅包總金額是totalMoney，紅包個數是num個，金額范圍是[min,max]，線性方程如圖。
三個點的坐標：
(x1,y1) = ?(1,min)
(x2,y2) ?= (num/2,max)
(x3,y3) = (num,min)
確定的線性方程：
$y = 1.0 * ($x - $x1) / ($x2 - $x1) * ($y2 - $y1) + $y1 ; (x1 <= x <= x2)
$y = 1.0 * ($x - $x2) / ($x3 - $x2) * ($y3 - $y2) + $y2; ?(x2 <= x <= x3)
修數據：
y(合) ?= y1 + y2 + y3 +...... ynum；
y(合)有可能 > totalMoney ，說明生成金額多了，需要修數據，則從(y1,y2,y3.....ynum)這些每次減少0.01。直到y(合) = totalMoney。
y(合)有可能 < totalMoney ，說明生成金額少了，需要修數據，則從(y1,y2,y3.....ynum)這些每次加上0.01。直到y(合) = totalMoney。
2 算法原理樣例
如果需要發紅包總金額是11470，紅包個數是7400個，金額范圍是[0.01,3.09]，線性方程如圖。
3 需求設計
3.1 類圖設計
3.2 源碼設計
/**
* 隨機紅包+固定紅包算法[策略模式]
* copyright (c) 2016 http://blog.csdn.net/CleverCode
*/
//配置傳輸數據DTO
class OptionDTO
{/*{{{*/
//紅包總金額
public $totalMoney;
//紅包數量
public $num;
//范圍開始
public $rangeStart;
//范圍結算
public $rangeEnd;
//生成紅包策略
public $builderStrategy;
//隨機紅包剩余規則
public $randFormatType; //Can_Left：不修數據,可以有剩余；No_Left：不能有剩余
public static function create($totalMoney,$num,$rangeStart,$rangEnd,
$builderStrategy,$randFormatType = 'No_Left')
{/*{{{*/
$self = new self();
$self->num = $num;
$self->rangeStart = $rangeStart;
$self->rangeEnd = $rangEnd;
$self->totalMoney = $totalMoney;
$self->builderStrategy = $builderStrategy;
$self->randFormatType = $randFormatType;
return $self;
}/*}}}*/
}/*}}}*/
//紅包生成器接口
interface IBuilderStrategy
{/*{{{*/
//創建紅包
public function create();
//設置配置
public function setOption(OptionDTO $option);
//是否可以生成紅包
public function isCanBuilder();
//生成紅包函數
public function fx($x);
}/*}}}*/
//固定等額紅包策略
class EqualPackageStrategy implements IBuilderStrategy
{/*{{{*/
//單個紅包金額
public $oneMoney;
//數量
public $num;
public function __construct($option = null)
{
if($option instanceof OptionDTO)
{
$this->setOption($option);
}
}
public function setOption(OptionDTO $option)
{
$this->oneMoney = $option->rangeStart;
$this->num = $option->num;
}
public function create()
{/*{{{*/
$data = array();
if(false == $this->isCanBuilder())
{
return $data;
}
$data = array();
if(false == is_int($this->num) || $this->num <= 0)
{
return $data;
}
for($i = 1;$i <= $this->num;$i++)
{
$data[$i] = $this->fx($i);
}
return $data;
}/*}}}*/
/**
* 等額紅包的方程是一條直線
*
* @param mixed $x
* @access public
* @return void
*/
public function fx($x)
{/*{{{*/
return $this->oneMoney;
}/*}}}*/
/**
* 是否能固定紅包
*
* @access public
* @return void
*/
public function isCanBuilder()
{/*{{{*/
if(false == is_int($this->num) || $this->num <= 0)
{
return false;
}
if(false == is_numeric($this->oneMoney) || $this->oneMoney <= 0)
{
return false;
}
//單個紅包小于1分
if($this->oneMoney < 0.01)
{
return false;
}
return true;
}/*}}}*/
}/*}}}*/
//隨機紅包策略(三角形)
class RandTrianglePackageStrategy implements IBuilderStrategy
{/*{{{*/
//總額
public $totalMoney;
//紅包數量
public $num;
//隨機紅包最小值
public $minMoney;
//隨機紅包最大值
public $maxMoney;
//修數據方式：NO_LEFT: 紅包總額 = 預算總額；CAN_LEFT: 紅包總額 <= 預算總額
public $formatType;
//預算剩余金額
public $leftMoney;
public function __construct($option = null)
{/*{{{*/
if($option instanceof OptionDTO)
{
$this->setOption($option);
}
}/*}}}*/
public function setOption(OptionDTO $option)
{/*{{{*/
$this->totalMoney = $option->totalMoney;
$this->num = $option->num;
$this->formatType = $option->randFormatType;
$this->minMoney = $option->rangeStart;
$this->maxMoney = $option->rangeEnd;
$this->leftMoney = $this->totalMoney;
}/*}}}*/
/**
* 創建隨機紅包
*
* @access public
* @return void
*/
public function create()
{/*{{{*/
$data = array();
if(false == $this->isCanBuilder())
{
return $data;
}
$leftMoney = $this->leftMoney;
for($i = 1;$i <= $this->num;$i++)
{
$data[$i] = $this->fx($i);
$leftMoney = $leftMoney - $data[$i];
}
//修數據
list($okLeftMoney,$okData) = $this->format($leftMoney,$data);
//隨機排序
shuffle($okData);
$this->leftMoney = $okLeftMoney;
return $okData;
}/*}}}*/
/**
* 是否能夠發隨機紅包
*
* @access public
* @return void
*/
public function isCanBuilder()
{/*{{{*/
if(false == is_int($this->num) || $this->num <= 0)
{
return false;
}
if(false == is_numeric($this->totalMoney) || $this->totalMoney <= 0)
{
return false;
}
//均值
$avgMoney = $this->totalMoney / 1.0 / $this->num;
//均值小于最小值
if($avgMoney < $this->minMoney )
{
return false;
}
return true;
}/*}}}*/
/**
* 獲取剩余金額
*
* @access public
* @return void
*/
public function getLeftMoney()
{/*{{{*/
return $this->leftMoney;
}/*}}}*/
/**
* 隨機紅包生成函數。三角函數。[(1,0.01),($num/2,$avgMoney),($num,0.01)]
*
* @param mixed $x,1 <= $x <= $this->num;
* @access public
* @return void
*/
public function fx($x)
{/*{{{*/
if(false == $this->isCanBuilder())
{
return 0;
}
if($x < 1 || $x > $this->num)
{
return 0;
}
$x1 = 1;
$y1 = $this->minMoney;
//我的峰值
$y2 = $this->maxMoney;
//中間點
$x2 = ceil($this->num / 1.0 / 2);
//最后點
$x3 = $this->num;
$y3 = $this->minMoney;
//當x1,x2,x3都是1的時候(豎線)
if($x1 == $x2 && $x2 == $x3)
{
return $y2;
}
// '/_\'三角形狀的線性方程
//'/'部分
if($x1 != $x2 && $x >= $x1 && $x <= $x2)
{
$y = 1.0 * ($x - $x1) / ($x2 - $x1) * ($y2 - $y1) + $y1;
return number_format($y, 2, '.', '');
}
//'\'形狀
if($x2 != $x3 && $x >= $x2 && $x <= $x3)
{
$y = 1.0 * ($x - $x2) / ($x3 - $x2) * ($y3 - $y2) + $y2;
return number_format($y, 2, '.', '');
}
return 0;
}/*}}}*/
/**
* 格式化修紅包數據
*
* @param mixed $leftMoney
* @param array $data
* @access public
* @return void
*/
private function format($leftMoney,array $data)
{/*{{{*/
//不能發隨機紅包
if(false == $this->isCanBuilder())
{
return array($leftMoney,$data);
}
//紅包剩余是0
if(0 == $leftMoney)
{
return array($leftMoney,$data);
}
//數組為空
if(count($data) < 1)
{
return array($leftMoney,$data);
}
//如果是可以有剩余，并且$leftMoney > 0
if('Can_Left' == $this->formatType
&& $leftMoney > 0)
{
return array($leftMoney,$data);
}
//我的峰值
$myMax = $this->maxMoney;
// 如果還有余錢，則嘗試加到小紅包里，如果加不進去，則嘗試下一個。
while($leftMoney > 0)
{
$found = 0;
foreach($data as $key => $val)
{
//減少循環優化
if($leftMoney <= 0)
{
break;
}
//預判
$afterLeftMoney = (double)$leftMoney - 0.01;
$afterVal = (double)$val + 0.01;
if( $afterLeftMoney >= 0 && $afterVal <= $myMax)
{
$found = 1;
$data[$key] = number_format($afterVal,2,'.','');
$leftMoney = $afterLeftMoney;
//精度
$leftMoney = number_format($leftMoney,2,'.','');
}
}
//如果沒有可以加的紅包，需要結束,否則死循環
if($found == 0)
{
break;
}
}
//如果$leftMoney < 0 ,說明生成的紅包超過預算了，需要減少部分紅包金額
while($leftMoney < 0)
{
$found = 0;
foreach($data as $key => $val)
{
if($leftMoney >= 0)
{
break;
}
//預判
$afterLeftMoney = (double)$leftMoney + 0.01;
$afterVal = (double)$val - 0.01;
if( $afterLeftMoney <= 0 && $afterVal >= $this->minMoney)
{
$found = 1;
$data[$key] = number_format($afterVal,2,'.','');
$leftMoney = $afterLeftMoney;
$leftMoney = number_format($leftMoney,2,'.','');
}
}
//如果一個減少的紅包都沒有的話，需要結束，否則死循環
if($found == 0)
{
break;
}
}
return array($leftMoney,$data);
}/*}}}*/
}/*}}}*/
//維護策略的環境類
class RedPackageBuilder
{/*{{{*/
// 實例
protected static $_instance = null;
/**
* Singleton instance(獲取自己的實例)
*
* @return MemcacheOperate
*/
public static function getInstance()
{ /*{{{*/
if (null === self::$_instance)
{
self::$_instance = new self();
}
return self::$_instance;
} /*}}}*/
/**
* 獲取策略【使用反射】
*
* @param string $type 類型
* @return void
*/
public function getBuilderStrategy($type)
{ /*{{{*/
$class = $type.'PackageStrategy';
if(class_exists($class))
{
return new $class();
}
else
{
throw new Exception("{$class} 類不存在！");
}
} /*}}}*/
public function getRedPackageByDTO(OptionDTO $optionDTO)
{/*{{{*/
//獲取策略
$builderStrategy = $this->getBuilderStrategy($optionDTO->builderStrategy);
//設置參數
$builderStrategy->setOption($optionDTO);
return $builderStrategy->create();
}/*}}}*/
}/*}}}*/
class Client
{/*{{{*/
public static function main($argv)
{
//固定紅包
$dto = OptionDTO::create(1000,10,100,100,'Equal');
$data = RedPackageBuilder::getInstance()->getRedPackageByDTO($dto);
//print_r($data);
//隨機紅包[修數據]
$dto = OptionDTO::create(5,10,0.01,0.99,'RandTriangle');
$data = RedPackageBuilder::getInstance()->getRedPackageByDTO($dto);
print_r($data);
//隨機紅包[不修數據]
$dto = OptionDTO::create(5,10,0.01,0.99,'RandTriangle','Can_Left');
$data = RedPackageBuilder::getInstance()->getRedPackageByDTO($dto);
//print_r($data);
}
}/*}}}*/
Client::main($argv);
3.3 結果展示
1 固定紅包
//固定紅包
$dto = OptionDTO::create(1000,10,100,100,'Equal');
$data = RedPackageBuilder::getInstance()->getRedPackageByDTO($dto);
print_r($data);
2 隨機紅包(修數據)
這里使用了php的隨機排序函數，?shuffle($okData)，所以看到的結果不是線性的，這個結果更加隨機性。
//隨機紅包[修數據]
$dto = OptionDTO::create(5,10,0.01,0.99,'RandTriangle');
$data = RedPackageBuilder::getInstance()->getRedPackageByDTO($dto);
print_r($data);
3 隨機紅包(不修數據)
不修數據，1 和num的金額是最小值0.01。
//隨機紅包[不修數據]
$dto = OptionDTO::create(5,10,0.01,0.99,'RandTriangle','Can_Left');
$data = RedPackageBuilder::getInstance()->getRedPackageByDTO($dto);
print_r($data);
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作者：CleverCode
來源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/clevercode/article/details/53239681
版權聲明：本文為博主原創文章，轉載請附上博文鏈接！
微信紅包隨機生成算法(PHP版)
最近在研究發紅包的功能，于是寫了個紅包的生成算法。
紅包生成算法的需求
預先生成所有的紅包還是一個請求隨機生成一個紅包
簡單來說，就是把一個大整數m分解(直接以“分為單位，如1元即100)分解成n個小整數的過程，小整數的范圍是[min, max]。
最簡單的思路，先保底，每個小紅包保證有min，然后每個請求都隨機生成一個0到(max-min)范圍的整數，再加上min就是紅包的錢數。
這個算法雖然簡單，但是有一個弊端：最后生成的紅包可能都是min錢數的。也就是說可能最后的紅包都是0.01元的。
另一種方式是預先生成所有紅包，這樣就比較容易控制了。我選擇的是預先生成所有的紅包。
理想的紅包生成算法
理想的紅包生成結果是平均值附近的紅包比較多，大紅包和小紅包的數量比較少。
可以想像下，生成紅包的數量的分布有點像正態分布。
那么如何實現這種平均線附近值比較多的要求呢？
就是要找到一種算法，可以提高平均值附近的概率。那么利用一種”膨脹“再”收縮“的方式來達到這種效果。
先平方，再生成平方范圍內的隨機數，再開方，那么概率就不再是平均的了。
具體算法：(設置的總錢數，總人數，最大值，最小值要合理)
/**
* 求一個數的平方
* @param $n
*/
function sqr($n){
return $n*$n;
}
/**
* 生產min和max之間的隨機數，但是概率不是平均的，從min到max方向概率逐漸加大。
* 先平方，然后產生一個平方值范圍內的隨機數，再開方，這樣就產生了一種“膨脹”再“收縮”的效果。
*/
function xRandom($bonus_min,$bonus_max){
$sqr = intval(sqr($bonus_max-$bonus_min));
$rand_num = rand(0, ($sqr-1));
return intval(sqrt($rand_num));
}
/**
*
* @param $bonus_total 紅包總額
* @param $bonus_count 紅包個數
* @param $bonus_max 每個小紅包的最大額
* @param $bonus_min 每個小紅包的最小額
* @return 存放生成的每個小紅包的值的一維數組
*/
function getBonus($bonus_total, $bonus_count, $bonus_max, $bonus_min) {
$result = array();
$average = $bonus_total / $bonus_count;
$a = $average - $bonus_min;
$b = $bonus_max - $bonus_min;
//
//這樣的隨機數的概率實際改變了，產生大數的可能性要比產生小數的概率要小。
//這樣就實現了大部分紅包的值在平均數附近。大紅包和小紅包比較少。
$range1 = sqr($average - $bonus_min);
$range2 = sqr($bonus_max - $average);
for ($i = 0; $i < $bonus_count; $i++) {
//因為小紅包的數量通常是要比大紅包的數量要多的，因為這里的概率要調換過來。
//當隨機數>平均值，則產生小紅包
//當隨機數
if (rand($bonus_min, $bonus_max) > $average) {
// 在平均線上減錢
$temp = $bonus_min + xRandom($bonus_min, $average);
$result[$i] = $temp;
$bonus_total -= $temp;
} else {
// 在平均線上加錢
$temp = $bonus_max - xRandom($average, $bonus_max);
$result[$i] = $temp;
$bonus_total -= $temp;
}
}
// 如果還有余錢，則嘗試加到小紅包里，如果加不進去，則嘗試下一個。
while ($bonus_total > 0) {
for ($i = 0; $i < $bonus_count; $i++) {
if ($bonus_total > 0 && $result[$i] < $bonus_max) {
$result[$i]++;
$bonus_total--;
}
}
}
// 如果錢是負數了，還得從已生成的小紅包中抽取回來
while ($bonus_total < 0) {
for ($i = 0; $i < $bonus_count; $i++) {
if ($bonus_total < 0 && $result[$i] > $bonus_min) {
$result[$i]--;
$bonus_total++;
}
}
}
return $result;
}
$bonus_total = 200;
$bonus_count = 100;
$bonus_max = 10;//此算法要求設置的最大值要大于平均值
$bonus_min = 1;
$result_bonus = getBonus($bonus_total, $bonus_count, $bonus_max, $bonus_min);
$total_money = 0;
$arr = array();
foreach ($result_bonus as $key => $value) {
$total_money += $value;
if(isset($arr[$value])){
$arr[$value] += 1;
}else{
$arr[$value] = 1;
}
}
//輸出總錢數，查看是否與設置的總數相同
echo $total_money;
//輸出所有隨機紅包值
var_dump($result_bonus);
//統計每個錢數的紅包數量，檢查是否接近正態分布
ksort($arr);
var_dump($arr);
原文：http://mulandong.duapp.com/?m=post&id=21
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作者：iteye_5904
來源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/iteye_5904/article/details/82618957
版權聲明：本文為博主原創文章，轉載請附上博文鏈接！
https://www.cnblogs.com/lhat/p/6359039.html
最近看了一篇文章，講微信紅包隨機算法的。感覺很不錯，所以自己實現了下，并進行了簡單測試。
算法
算法很簡單，不是提前算好，而是搶紅包時計算：
紅包里的金額怎么算？為什么出現各個紅包金額相差很大？
答：隨機，額度在0.01和剩余平均值*2之間。
實現
實現上述算法的邏輯主要是：
1 public static double getRandomMoney(RedPackage _redPackage) {
2 // remainSize 剩余的紅包數量
3 // remainMoney 剩余的錢
4 if (_redPackage.remainSize == 1) {
5 _redPackage.remainSize--;
6 return (double) Math.round(_redPackage.remainMoney * 100) / 100;
7 }
8 Random r = new Random();
9 double min = 0.01; //
10 double max = _redPackage.remainMoney / _redPackage.remainSize * 2;
11 double money = r.nextDouble() * max;
12 money = money <= min ? 0.01: money;
13 money = Math.floor(money * 100) / 100;
14 _redPackage.remainSize--;
15 _redPackage.remainMoney -= money;
16 return money;
17 }
RedPackage數據結構如下：
class RedPackage {
int remainSize;
double remainMoney;
}
測試時初始化相關數據是：
static void init() {
redPackage.remainSize = 30;
redPackage.remainMoney = 500;
}
測試結果
單詞測試隨機紅包
以上面的初始化數據(30人搶500塊)，執行了兩次，結果如下：
// 第一次
15.69 21.18 24.11 30.85 0.74 20.85 2.96 13.43 11.12 24.87 1.86 19.62 5.97 29.33 3.05 26.94 18.69 34.47 9.4 29.83 5.17 24.67 17.09 29.96 6.77 5.79 0.34 23.89 40.44 0.92
// 第二次
10.44 18.01 17.01 21.07 11.87 4.78 30.14 32.05 16.68 20.34 12.94 27.98 9.31 17.97 12.93 28.75 12.1 12.77 7.54 10.87 4.16 25.36 26.89 5.73 11.59 23.91 17.77 15.85 23.42 9.77
對應圖表如下：
還有一張：
多次均值
可以看到，這個算法可以讓大家搶到的紅包面額在概率上是大致均勻的。
轉一下原文
微信紅包的架構設計簡介
@來源于QCon某高可用架構群整理，整理朱玉華。
背景：有某個朋友在朋友圈咨詢微信紅包的架構，于是乎有了下面的文字(有誤請提出，謝謝)
概況：2014年微信紅包使用數據庫硬抗整個流量，2015年使用cache抗流量。
微信的金額什么時候算？
答：微信金額是拆的時候實時算出來，不是預先分配的，采用的是純內存計算，不需要預算空間存儲。
采取實時計算金額的考慮：預算需要占存儲，實時效率很高，預算才效率低。
實時性：為什么明明搶到紅包，點開后發現沒有？
答：2014年的紅包一點開就知道金額，分兩次操作，先搶到金額，然后再轉賬。
2015年的紅包的拆和搶是分離的，需要點兩次，因此會出現搶到紅包了，但點開后告知紅包已經被領完的狀況。進入到第一個頁面不代表搶到，只表示當時紅包還有。
分配：紅包里的金額怎么算？為什么出現各個紅包金額相差很大？
答：隨機，額度在0.01和(剩余平均值*2)之間。
例如：發100塊錢，總共10個紅包，那么平均值是10塊錢一個，那么發出來的紅包的額度在0.01元～20元之間波動。
當前面3個紅包總共被領了40塊錢時，剩下60塊錢，總共7個紅包，那么這7個紅包的額度在：0.01～(60/7*2)=17.14之間。
注意：這里的算法是每被搶一個后，剩下的會再次執行上面的這樣的算法(Tim老師也覺得上述算法太復雜，不知基于什么樣的考慮)。
這樣算下去，會超過最開始的全部金額，因此到了最后面如果不夠這么算，那么會采取如下算法：保證剩余用戶能拿到最低1分錢即可。
如果前面的人手氣不好，那么后面的余額越多，紅包額度也就越多，因此實際概率一樣的。
紅包的設計
答：微信從財付通拉取金額數據郭萊，生成個數/紅包類型/金額放到redis集群里，app端將紅包ID的請求放入請求隊列中，如果發現超過紅包的個數，直接返回。根據紅包的裸祭(邏輯)處理成功得到令牌請求，則由財付通進行一致性調用，通過像比特幣一樣，兩邊保存交易記錄，交易后交給第三方服務審計，如果交易過程中出現不一致就強制回歸。
發性處理：紅包如何計算被搶完？
答：cache會抵抗無效請求，將無效的請求過濾掉，實際進入到后臺的量不大。cache記錄紅包個數，原子操作進行個數遞減，到0表示被搶光。財付通按照20萬筆每秒入賬準備，但實際還不到8萬每秒。
通如何保持8w每秒的寫入？
答：多主sharding，水平擴展機器。
據容量多少？
答：一個紅包只占一條記錄，有效期只有幾天，因此不需要太多空間。
詢紅包分配，壓力大不？
答：搶到紅包的人數和紅包都在一條cache記錄上，沒有太大的查詢壓力。
一個紅包一個隊列？
答：沒有隊列，一個紅包一條數據，數據上有一個計數器字段。
有沒有從數據上證明每個紅包的概率是不是均等？
答：不是絕對均等，就是一個簡單的拍腦袋算法。
拍腦袋算法，會不會出現兩個最佳？
答：會出現金額一樣的，但是手氣最佳只有一個，先搶到的那個最佳。
每領一個紅包就更新數據么？
答：每搶到一個紅包，就cas更新剩余金額和紅包個數。
紅包如何入庫入賬？
數據庫會累加已經領取的個數與金額，插入一條領取記錄。入賬則是后臺異步操作。
入帳出錯怎么辦？比如紅包個數沒了，但余額還有？
答：最后會有一個take all操作。另外還有一個對賬來保障。
總結
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