Java实现四种微信抢红包算法，拿走不谢

时间：2022-09-22 22:20:00

概述

14年微信推出红包功能以后，很多公司开始上自己的红包功能，到现在为止仍然有很多红包开发的需求，实现抢红包算法也是面试常考题。

Java实现四种微信抢红包算法，拿走不谢

要求：

  1. 保证每个红包最少分得0.01元
  2. 保证每个红包金额概率尽量均衡
  3. 所有红包累计金额等于红包总金额

本文提供4中红包算法及Java代码实现demo，仅供参考。其中每种算法测试场景为：0.1元10个包，1元10个包，100元10个包，1000元10个包。

一、剩余金额随机法

以10元10个红包为例，去除每个红包的最小金额后，红包剩余9.9元;

  1. 第一个红包在[0,9.9]范围随机，假设随机得1元，则第一个红包金额为1.1元，红包剩余8.9元。
  2. 第二个红包在[0,8.9]范围随机，假设随机得1.5元，则第二个红包金额为1.6元，红包剩余7.4元。
  3. 第三个红包在[0,7.4]范围随机，假设随机得0.5元，则第三个红包金额为0.6元，红包剩余6.9元。
  4. 以此类推。
  1. public static void main(String[] args) {
  2. //初始化测试场景
  3. BigDecimal[][] rrr = {
  4. {new BigDecimal("0.1"), new BigDecimal("10")},
  5. {new BigDecimal("1"), new BigDecimal("10")},
  6. {new BigDecimal("100"), new BigDecimal("10")},
  7. {new BigDecimal("1000"), new BigDecimal("10")}
  8. };
  9. BigDecimal min = new BigDecimal("0.01");
  10. //测试个场景
  11. for (BigDecimal[] decimals : rrr) {
  12. final BigDecimal amount = decimals[0];
  13. final BigDecimal num = decimals[1];
  14. System.out.println(amount + "元" + num + "个人抢=======================================================");
  15. test1(amount, min, num);
  16. }
  17. }
  19. private static void test1(BigDecimal amount, BigDecimal min, BigDecimal num) {
  20. BigDecimal remain = amount.subtract(min.multiply(num));
  21. final Random random = new Random();
  22. final BigDecimal hundred = new BigDecimal("100");
  23. BigDecimal sum = BigDecimal.ZERO;
  24. BigDecimal redpeck;
  25. for (int i = 0; i < num.intValue(); i++) {
  26. final int nextInt = random.nextInt(100);
  27. if (i == num.intValue() - 1) {
  28. redpeck = remain;
  29. } else {
  30. redpeck = new BigDecimal(nextInt).multiply(remain).divide(hundred, 2, RoundingMode.FLOOR);
  31. }
  32. if (remain.compareTo(redpeck) > 0) {
  33. remain = remain.subtract(redpeck);
  34. } else {
  35. remain = BigDecimal.ZERO;
  36. }
  37. sum = sum.add(min.add(redpeck));
  38. System.out.println("第" + (i + 1) + "个人抢到红包金额为：" + min.add(redpeck));
  39. }
  40. System.out.println("校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：" + (amount.compareTo(sum) == 0));
  41. }

测试结果如下:可以看出此算法有明显缺陷，即：先领取的红包金额较大，后领取的红包金额较小，这就使得抢红包变的不公平。

  1. 0.1元10个人抢=======================================================
  2. 第1个人抢到红包金额为：0.01
  3. 第2个人抢到红包金额为：0.01
  4. 第3个人抢到红包金额为：0.01
  5. 第4个人抢到红包金额为：0.01
  6. 第5个人抢到红包金额为：0.01
  7. 第6个人抢到红包金额为：0.01
  8. 第7个人抢到红包金额为：0.01
  9. 第8个人抢到红包金额为：0.01
  10. 第9个人抢到红包金额为：0.01
  11. 第10个人抢到红包金额为：0.01
  12. 校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：true
  13. 1元10个人抢=======================================================
  14. 第1个人抢到红包金额为：0.09
  15. 第2个人抢到红包金额为：0.28
  16. 第3个人抢到红包金额为：0.19
  17. 第4个人抢到红包金额为：0.20
  18. 第5个人抢到红包金额为：0.15
  19. 第6个人抢到红包金额为：0.02
  20. 第7个人抢到红包金额为：0.03
  21. 第8个人抢到红包金额为：0.01
  22. 第9个人抢到红包金额为：0.01
  23. 第10个人抢到红包金额为：0.02
  24. 校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：true
  25. 100元10个人抢=======================================================
  26. 第1个人抢到红包金额为：19.99
  27. 第2个人抢到红包金额为：29.58
  28. 第3个人抢到红包金额为：38.27
  29. 第4个人抢到红包金额为：11.85
  30. 第5个人抢到红包金额为：0.11
  31. 第6个人抢到红包金额为：0.13
  32. 第7个人抢到红包金额为：0.01
  33. 第8个人抢到红包金额为：0.01
  34. 第9个人抢到红包金额为：0.03
  35. 第10个人抢到红包金额为：0.02
  36. 校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：true
  37. 1000元10个人抢=======================================================
  38. 第1个人抢到红包金额为：60.00
  39. 第2个人抢到红包金额为：695.54
  40. 第3个人抢到红包金额为：229.72
  41. 第4个人抢到红包金额为：8.95
  42. 第5个人抢到红包金额为：0.29
  43. 第6个人抢到红包金额为：4.64
  44. 第7个人抢到红包金额为：0.01
  45. 第8个人抢到红包金额为：0.69
  46. 第9个人抢到红包金额为：0.12
  47. 第10个人抢到红包金额为：0.04
  48. 校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：true

二、二倍均值法(微信红包采用此法)

还是以10元10个红包为例，去除每个红包的最小金额后，红包剩余9.9元，二倍均值计算公式：2 * 剩余金额/剩余红包数

  1. 第一个红包在[0,1.98]范围随机，假设随机得1.9，则第一个红包金额为2.0，红包剩余8元。
  2. 第二个红包在[0,2]范围随机，假设随机的1元，则第二个红包金额为1.1元，红包剩余7元。
  3. 第三个红包在[0,2]范围随机，假设随机的0.5元，则第三个红包金额为0.6元，红包剩余5.5元。
  4. 以此类推。
  1. public static void main(String[] args) {
  2. //初始化测试场景
  3. BigDecimal[][] rrr = {
  4. {new BigDecimal("0.1"), new BigDecimal("10")},
  5. {new BigDecimal("1"), new BigDecimal("10")},
  6. {new BigDecimal("100"), new BigDecimal("10")},
  7. {new BigDecimal("1000"), new BigDecimal("10")}
  8. };
  9. BigDecimal min = new BigDecimal("0.01");
  10. //测试个场景
  11. for (BigDecimal[] decimals : rrr) {
  12. final BigDecimal amount = decimals[0];
  13. final BigDecimal num = decimals[1];
  14. System.out.println(amount + "元" + num + "个人抢=======================================================");
  15. test2(amount, min, num);
  16. }
  17. }
  20. private static void test2(BigDecimal amount,BigDecimal min ,BigDecimal num){
  21. BigDecimal remain = amount.subtract(min.multiply(num));
  22. final Random random = new Random();
  23. final BigDecimal hundred = new BigDecimal("100");
  24. final BigDecimal two = new BigDecimal("2");
  25. BigDecimal sum = BigDecimal.ZERO;
  26. BigDecimal redpeck;
  27. for (int i = 0; i < num.intValue(); i++) {
  28. final int nextInt = random.nextInt(100);
  29. if(i == num.intValue() -1){
  30. redpeck = remain;
  31. }else{
  32. redpeck = new BigDecimal(nextInt).multiply(remain.multiply(two).divide(num.subtract(new BigDecimal(i)),2,RoundingMode.CEILING)).divide(hundred,2, RoundingMode.FLOOR);
  33. }
  34. if(remain.compareTo(redpeck) > 0){
  35. remain = remain.subtract(redpeck);
  36. }else{
  37. remain = BigDecimal.ZERO;
  38. }
  39. sum = sum.add(min.add(redpeck));
  40. System.out.println("第"+(i+1)+"个人抢到红包金额为："+min.add(redpeck));
  41. }
  42. System.out.println("校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果："+amount.compareTo(sum));
  43. }

测试结果如下:此算法很好的保证了抢红包几率大致均等。

  1. 0.1元10个人抢=======================================================
  2. 第1个人抢到红包金额为：0.01
  3. 第2个人抢到红包金额为：0.01
  4. 第3个人抢到红包金额为：0.01
  5. 第4个人抢到红包金额为：0.01
  6. 第5个人抢到红包金额为：0.01
  7. 第6个人抢到红包金额为：0.01
  8. 第7个人抢到红包金额为：0.01
  9. 第8个人抢到红包金额为：0.01
  10. 第9个人抢到红包金额为：0.01
  11. 第10个人抢到红包金额为：0.01
  12. 校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：true
  13. 100元10个人抢=======================================================
  14. 第1个人抢到红包金额为：6.20
  15. 第2个人抢到红包金额为：7.09
  16. 第3个人抢到红包金额为：10.62
  17. 第4个人抢到红包金额为：18.68
  18. 第5个人抢到红包金额为：18.74
  19. 第6个人抢到红包金额为：2.32
  20. 第7个人抢到红包金额为：15.44
  21. 第8个人抢到红包金额为：5.43
  22. 第9个人抢到红包金额为：15.16
  23. 第10个人抢到红包金额为：0.32
  24. 校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：true
  25. 1元10个人抢=======================================================
  26. 第1个人抢到红包金额为：0.08
  27. 第2个人抢到红包金额为：0.05
  28. 第3个人抢到红包金额为：0.17
  29. 第4个人抢到红包金额为：0.17
  30. 第5个人抢到红包金额为：0.08
  31. 第6个人抢到红包金额为：0.06
  32. 第7个人抢到红包金额为：0.18
  33. 第8个人抢到红包金额为：0.10
  34. 第9个人抢到红包金额为：0.02
  35. 第10个人抢到红包金额为：0.09
  36. 校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：true
  37. 1000元10个人抢=======================================================
  38. 第1个人抢到红包金额为：125.99
  39. 第2个人抢到红包金额为：165.08
  40. 第3个人抢到红包金额为：31.90
  41. 第4个人抢到红包金额为：94.78
  42. 第5个人抢到红包金额为：137.79
  43. 第6个人抢到红包金额为：88.89
  44. 第7个人抢到红包金额为：156.44
  45. 第8个人抢到红包金额为：7.97
  46. 第9个人抢到红包金额为：151.01
  47. 第10个人抢到红包金额为：40.15
  48. 校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：true

三、整体随机法

还是以10元10个红包为例，随机10个数，红包金额公式为：红包总额 * 随机数/随机数总和，假设10个随机数为[5,9,8,7,6,5,4,3,2,1],10个随机数总和为50，

  1. 第一个红包10*5/50，得1元。
  2. 第二个红包10*9/50，得1.8元。
  3. 第三个红包10*8/50，得1.6元。
  4. 以此类推。
  1. public static void main(String[] args) {
  2. //初始化测试场景
  3. BigDecimal[][] rrr = {
  4. {new BigDecimal("0.1"), new BigDecimal("10")},
  5. {new BigDecimal("1"), new BigDecimal("10")},
  6. {new BigDecimal("100"), new BigDecimal("10")},
  7. {new BigDecimal("1000"), new BigDecimal("10")}
  8. };
  9. BigDecimal min = new BigDecimal("0.01");
  10. //测试个场景
  11. for (BigDecimal[] decimals : rrr) {
  12. final BigDecimal amount = decimals[0];
  13. final BigDecimal num = decimals[1];
  14. System.out.println(amount + "元" + num + "个人抢=======================================================");
  15. test3(amount, min, num);
  16. }
  17. }
  19. private static void test3(BigDecimal amount,BigDecimal min ,BigDecimal num){
  20. final Random random = new Random();
  21. final int[] rand = new int[num.intValue()];
  22. BigDecimal sum1 = BigDecimal.ZERO;
  23. BigDecimal redpeck ;
  24. int sum = 0;
  25. for (int i = 0; i < num.intValue(); i++) {
  26. rand[i] = random.nextInt(100);
  27. sum += rand[i];
  28. }
  29. final BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal(sum);
  30. BigDecimal remain = amount.subtract(min.multiply(num));
  31. for (int i = 0; i < rand.length; i++) {
  32. if(i == num.intValue() -1){
  33. redpeck = remain;
  34. }else{
  35. redpeck = remain.multiply(new BigDecimal(rand[i])).divide(bigDecimal,2,RoundingMode.FLOOR);
  36. }
  37. if(remain.compareTo(redpeck) > 0){
  38. remain = remain.subtract(redpeck);
  39. }else{
  40. remain = BigDecimal.ZERO;
  41. }
  42. sum1= sum1.add(min.add(redpeck));
  43. System.out.println("第"+(i+1)+"个人抢到红包金额为："+min.add(redpeck));
  44. }
  46. System.out.println("校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果："+(amount.compareTo(sum1)==0));
  47. }

测试结果如下:此算法随机性较大。

  1. 0.1元10个人抢=======================================================
  2. 第1个人抢到红包金额为：0.01
  3. 第2个人抢到红包金额为：0.01
  4. 第3个人抢到红包金额为：0.01
  5. 第4个人抢到红包金额为：0.01
  6. 第5个人抢到红包金额为：0.01
  7. 第6个人抢到红包金额为：0.01
  8. 第7个人抢到红包金额为：0.01
  9. 第8个人抢到红包金额为：0.01
  10. 第9个人抢到红包金额为：0.01
  11. 第10个人抢到红包金额为：0.01
  12. 校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：true
  13. 100元10个人抢=======================================================
  14. 第1个人抢到红包金额为：2.35
  15. 第2个人抢到红包金额为：14.12
  16. 第3个人抢到红包金额为：5.74
  17. 第4个人抢到红包金额为：6.61
  18. 第5个人抢到红包金额为：0.65
  19. 第6个人抢到红包金额为：10.97
  20. 第7个人抢到红包金额为：9.15
  21. 第8个人抢到红包金额为：7.93
  22. 第9个人抢到红包金额为：1.31
  23. 第10个人抢到红包金额为：41.17
  24. 校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：true
  25. 1元10个人抢=======================================================
  26. 第1个人抢到红包金额为：0.10
  27. 第2个人抢到红包金额为：0.02
  28. 第3个人抢到红包金额为：0.12
  29. 第4个人抢到红包金额为：0.03
  30. 第5个人抢到红包金额为：0.05
  31. 第6个人抢到红包金额为：0.12
  32. 第7个人抢到红包金额为：0.06
  33. 第8个人抢到红包金额为：0.01
  34. 第9个人抢到红包金额为：0.04
  35. 第10个人抢到红包金额为：0.45
  36. 校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：true
  37. 1000元10个人抢=======================================================
  38. 第1个人抢到红包金额为：148.96
  39. 第2个人抢到红包金额为：116.57
  40. 第3个人抢到红包金额为：80.49
  41. 第4个人抢到红包金额为：32.48
  42. 第5个人抢到红包金额为：89.39
  43. 第6个人抢到红包金额为：65.60
  44. 第7个人抢到红包金额为：20.77
  45. 第8个人抢到红包金额为：16.03
  46. 第9个人抢到红包金额为：36.79
  47. 第10个人抢到红包金额为：392.92
  48. 校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：true

四、割线法

还是以10元10个红包为例，在(0,10)范围随机9个间隔大于等于0.01数，假设为[1,1.2,2,3,4,5,6,7,8]

  1. 第一个红包得1元
  2. 第二个红包得0.2元
  3. 第三个红得0.8元。
  4. 以此类推。
  1. public static void main(String[] args) {
  2. //初始化测试场景
  3. BigDecimal[][] rrr = {
  4. {new BigDecimal("0.1"), new BigDecimal("10")},
  5. {new BigDecimal("1"), new BigDecimal("10")},
  6. {new BigDecimal("100"), new BigDecimal("10")},
  7. {new BigDecimal("1000"), new BigDecimal("10")}
  8. };
  9. BigDecimal min = new BigDecimal("0.01");
  10. //测试个场景
  11. for (BigDecimal[] decimals : rrr) {
  12. final BigDecimal amount = decimals[0];
  13. final BigDecimal num = decimals[1];
  14. System.out.println(amount + "元" + num + "个人抢=======================================================");
  15. test3(amount, min, num);
  16. }
  17. }
  19. private static void test3(BigDecimal amount,BigDecimal min ,BigDecimal num){
  20. final Random random = new Random();
  21. final int[] rand = new int[num.intValue()];
  22. BigDecimal sum1 = BigDecimal.ZERO;
  23. BigDecimal redpeck ;
  24. int sum = 0;
  25. for (int i = 0; i < num.intValue(); i++) {
  26. rand[i] = random.nextInt(100);
  27. sum += rand[i];
  28. }
  29. final BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal(sum);
  30. BigDecimal remain = amount.subtract(min.multiply(num));
  31. for (int i = 0; i < rand.length; i++) {
  32. if(i == num.intValue() -1){
  33. redpeck = remain;
  34. }else{
  35. redpeck = remain.multiply(new BigDecimal(rand[i])).divide(bigDecimal,2,RoundingMode.FLOOR);
  36. }
  37. if(remain.compareTo(redpeck) > 0){
  38. remain = remain.subtract(redpeck);
  39. }else{
  40. remain = BigDecimal.ZERO;
  41. }
  42. sum1= sum1.add(min.add(redpeck));
  43. System.out.println("第"+(i+1)+"个人抢到红包金额为："+min.add(redpeck));
  44. }
  46. System.out.println("校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果："+(amount.compareTo(sum1)==0));
  47. }

测试结果如下:此算法随机性较大，且性能不好。

  1. 0.1元10个人抢=======================================================
  2. 第1个人抢到红包金额为：0.01
  3. 第2个人抢到红包金额为：0.01
  4. 第3个人抢到红包金额为：0.01
  5. 第4个人抢到红包金额为：0.01
  6. 第5个人抢到红包金额为：0.01
  7. 第6个人抢到红包金额为：0.01
  8. 第7个人抢到红包金额为：0.01
  9. 第8个人抢到红包金额为：0.01
  10. 第9个人抢到红包金额为：0.01
  11. 第10个人抢到红包金额为：0.01
  12. 校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：true
  13. 100元10个人抢=======================================================
  14. 第1个人抢到红包金额为：19.84
  15. 第2个人抢到红包金额为：2.73
  16. 第3个人抢到红包金额为：8.95
  17. 第4个人抢到红包金额为：14.10
  18. 第5个人抢到红包金额为：18.60
  19. 第6个人抢到红包金额为：3.66
  20. 第7个人抢到红包金额为：9.17
  21. 第8个人抢到红包金额为：15.49
  22. 第9个人抢到红包金额为：5.61
  23. 第10个人抢到红包金额为：1.85
  24. 校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：true
  25. 1元10个人抢=======================================================
  26. 第1个人抢到红包金额为：0.02
  27. 第2个人抢到红包金额为：0.28
  28. 第3个人抢到红包金额为：0.03
  29. 第4个人抢到红包金额为：0.02
  30. 第5个人抢到红包金额为：0.11
  31. 第6个人抢到红包金额为：0.23
  32. 第7个人抢到红包金额为：0.18
  33. 第8个人抢到红包金额为：0.09
  34. 第9个人抢到红包金额为：0.03
  35. 第10个人抢到红包金额为：0.01
  36. 校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：true
  37. 1000元10个人抢=======================================================
  38. 第1个人抢到红包金额为：69.28
  39. 第2个人抢到红包金额为：14.68
  40. 第3个人抢到红包金额为：373.16
  41. 第4个人抢到红包金额为：274.73
  42. 第5个人抢到红包金额为：30.77
  43. 第6个人抢到红包金额为：30.76
  44. 第7个人抢到红包金额为：95.55
  45. 第8个人抢到红包金额为：85.20
  46. 第9个人抢到红包金额为：10.44
  47. 第10个人抢到红包金额为：15.43
  48. 校验每个红包累计额度是否等于红包总额结果：true

原文链接：https://www.toutiao.com/a7031002228831896075/

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