用Python实现简单的抽奖程序！

抽奖基本需求

1、假设中奖概率为：获得 a道具 10% b道具 20% c道具 30% d道具 40%
2、基本的想法是：生成1-100的连续数组，随机生成一个整数，如果是1-10 则中a、10-30 中b、30-60中c、60-100中d

实现方法

布尔判断

1、第一种方法，直接判断数据在哪个范围，非常简单

def choujiang0():
    #生成一个1-100的随机整数
    x = np.random.randint(0,100,dtype='int')
    if x>=0 and x<10:
        return 'a'
    if x>=10 and x<30:
        return 'b'
    if x>=30 and x<60:
        return 'c'
    if x>=60:
        return 'd'

算法判断

2、第二种方法：作为一个程序猿，不能满足于这种太简单的方法，不适合拓展嘛，所以想办法做改造下，用一个算法来实现抽奖，主要有以下两种方式：
2.1 把一个初始概率用字典来做配置，注意这里字典的键值是10、30、60、100，然后通过程序生成整数，判断这个整数落在区间里的概率，对应字典得到获得的奖励，以下是choujiang1方法：

ratio = {10:'a',30:'b',60:'c',100:'d'}
def choujiang1():
    #生成一个1-100的随机整数
    x = np.random.randint(1,101,dtype='int')
    #生成一个1-100的数组
    mother = [x for x in range(1,101,1)]
    #判断x在数组的什么位置
    x_position = mother.index(x)
    pre_number = 0
    for key in ratio.keys():
        if x_position - pre_number>=0 and x_position-int(key)<0:
            return ratio[key]
        if pre_number == 0:
            pre_number=int(key)
    return -1

2.2 在第一点判断整理落在哪个区间的方法，有两种，第一种比较简单，通过for循环遍历字典，从数字0开始，如果满足大于等于前区间小于后区间，则直接读取字典值作为奖励，方法没问题，但次数多了这种遍历效率不高；第二种使用二分法，相对复杂一点，但是算法效率高一些，需要额外写一个二分法的递归方法search，来判断随机数值落在哪个区间，以下是search方法和choujiang2方法：

search方法：

#二分查询方法
def search(seq,number,lower=0,upper=None):
    if upper==None:       
        upper = len(seq) - 1
        #print('now lower is ',lower,' upper is ',upper)
    if upper==lower:
        #print('now lower is ',lower,' upper is ',upper)
        #assert number == seq[upper]
        return upper
    else:
        middle = (upper+lower)//2        
        if number>seq[middle]:
            #print('now lower is ',middle+1,' upper is ',upper)
            return search(seq,number,middle+1,upper)
        else:
            #print('now lower is ',lower,' upper is ',middle)
            return search(seq,number,lower,middle)

choujiang2方法：

#第二种抽奖方式
ratio = {10:'a',30:'b',60:'c',100:'d'}
list_ratio = []
for i in ratio.keys():
    list_ratio.append(i)
list_ratio = sorted(list_ratio)

def choujiang2():
    #生成一个1-100的随机整数
    x = np.random.randint(1,101,dtype='int')
    i = search(list_ratio,x,lower=0)
    key = list_ratio[i]
    return ratio[key]

验证和效率

如何验证

验证一下概率是否符合我们的期望，代码如下：

def test_choujiang(func,*args,**kwargs):
    Counter = {'a':0,'b':0,'c':0,'d':0}
    n = 1000000
    for i in range(n):
        result = func(*args,**kwargs)
        for key in Counter.keys():
            if result==key:
                Counter[key] += 1
    print('a的概率是:{}'.format(Counter['a']/n))
    print('b的概率是:{}'.format(Counter['b']/n))
    print('c的概率是:{}'.format(Counter['c']/n))
    print('d的概率是:{}'.format(Counter['d']/n))

%time test_choujiang(choujiang0)

比较不同抽奖方法的效率

采用二分法的抽奖方法，相对来说灵活性好且效率最高。

%time test_choujiang(choujiang0)
%time test_choujiang(choujiang1)
%time test_choujiang(choujiang2)

以下两次分别是10万次调用和100万次调用的时间顺序。

#投10万次的结果
输出结果：
a的概率是:0.1001
b的概率是:0.2028
c的概率是:0.29695
d的概率是:0.40015
Wall time: 820 ms
a的概率是:0.10136
b的概率是:0.19901
c的概率是:0.29813
d的概率是:0.4015
Wall time: 2.7 s
a的概率是:0.10018
b的概率是:0.20243
c的概率是:0.29917
d的概率是:0.39822
Wall time: 823 ms

#投100万次的结果

输出结果：

a的概率是:0.098874

b的概率是:0.199867

c的概率是:0.300063

d的概率是:0.401196

Wall time: 7.98 s

a的概率是:0.10022

b的概率是:0.199958

c的概率是:0.300433

d的概率是:0.399389

Wall time: 17 s

a的概率是:0.100109

b的概率是:0.200252

c的概率是:0.300102

d的概率是:0.399537

Wall time: 4.54 s

 

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