java随机数生成器-彩票

Question

我的代码看起来很业余，因为我是一名软件工程专业的二年级学生。

我创建了一个彩票号码生成器，并注意到了奇怪但一致的结果。我的程序试图匹配之前的百万欧元抽奖彩票号码。我追踪尝试次数，也追踪匹配3、4、5和6个数字的次数。

尝试次数在100万到4.22亿之间。i、 e.我会运行程序10次，我会实现一个范围，我还会跟踪每次运行所需的时间长度。

我解释了一些事情，比如防止一个随机数被多次使用，这个检查是针对可能的彩票号码的哈希图进行的。如果我在hashmap中找到随机数，我会将该数添加到arraylist中，然后从hashmap中删除该数。

我的问题围绕着结果。

在所有匹配彩票号码的尝试中，我得到3个号码的几率平均为3.13%。4个数字下降到0.28%，5个数字下降到0.00012%，6个数字下降到0.00022%。

可以理解的是，随着彩票号码的增加，中奖的几率会降低，但是无论我尝试了100万次还是1亿次，这个比例都是相同的，或者非常接近。

如果你感兴趣，我最小的尝试次数是1,088,157次，大约需要6秒或6612毫秒。

尝试次数最多的是422036905次，耗时26分钟或1589867毫秒。

因为我使用的是Java随机库，所以我只是想弄清楚这一点。还是我应该简单地把它归结为概率？

我的代码是不必要的225行，如果您想查看特定部分或更喜欢查看整个内容，请提出请求。以下是前5个数字的随机数生成示例。

//stores all possible lottery numbers
public static  HashMap<Integer,Integer> randRange = new HashMap<Integer,Integer>();

//stores bonus ball numbers
public static  HashMap<Integer,Integer> boRange = new HashMap<Integer,Integer>();

//stores lottery number output
public static  ArrayList<Integer> lotNum = new  ArrayList<Integer>();

//stores bonus ball output
public static  ArrayList<Integer> boNum = new  ArrayList<Integer>();

public static void randomInt(){

    Random rand = new Random();

    //generate a random number
    int RandInt = rand.nextInt(51);
    int boInt = rand.nextInt(12);

    //loop used to get unique random number
    int count=0;
    while(count!=5){

        //check if random number exists
        if(randRange.get(RandInt)!=null)
        {
            //finalise random number
            RandInt=randRange.get(RandInt);

            //add to ArrayList
            lotNum.add(RandInt);

            //remove number
            //ensures next random number is unique
            randRange.remove(RandInt);

            count++;                
        }

        else
        {
            //get a new random number 
            //and start process again
            RandInt = rand.nextInt(51);
        }
    }
}

编辑：

首先，很抱歉，我不能提高投票率，因为我的声望不到15。所有的答案都很有用，包括评论。

多亏了所有成员的建议，我改进了我的程序，毫不奇怪地发现了代码中的错误@digitaljoel你匹配5和6的概率是正确的。我的计算设置不正确，例如，欧洲百万抽签赛的数字11,20,30,35,45,2,3为0.7%，4为0.05%，5为0.00273%，6为0.000076%。

多亏了@maybewecouldstealavan，我改变了我的洗牌方法，只需填充一个ArrayList并洗牌列表，获得前五个数字，并对奖金球执行同样的操作。好处在于每秒的检查次数从每秒15-20万次增加到每秒25-70万次。

由于@trutheality，在某些情况下，如果我检查1000或1000000个匹配项，则变化相似或很小。

@LeviX再次感谢对可能组合的计算。我在程序中使用了这一点，发现中奖所需的时间超过了组合总数。很可能我产生了重复的随机数。根据这个，我可能会创建所有可能的组合，并随机选择每个组合，直到程序找到匹配项。

Answer 1

据我所知，百万欧元有两个不同的部分。5个球，然后是2个奖金球。你可以通过计算准确的获胜概率来检查你的程序的数学性。我相信你可以用谷歌搜索，但这很容易计算。

50个球中有5个球的概率（顺序无关紧要）

P(A) = 50!/5!(50-5)! = 2,118,760

11个球中得到2个球的概率（顺序不重要）

P(B) 11!/2!(11-2)! = 55

这两个事件是独立的，所以将它们相乘。

P(A) * P(B) = P(A&B)
2,118,760 * 55 = 116,531,800

因此，中彩票的几率是：

1 in 116,531,800

Answer 2

你的意思是说你希望你赢的次数比例更“随机”吗？如果这就是你的意思，那么@truthreality是非常正确的。为了进一步阅读，你可以看看大数定律和中心极限定理。

如果你问你的洗牌方法是否正确，尽管效率很低。你生成的随机数比需要的要多，因为你只是在重复发生时检查它们，而且在你拾取一个球后你不会创建一个新的随机数，所以你需要至少一个HashMap。每次拾取获取（int）。

我可能会使用以下方法之一：

1） 创建一个包含所有球值的ArrayList。对于每个图形，使用集合。shuffle（yourarlist，rand）要洗牌它的克隆，只需使用列表中的前5个球即可。

2） 同样，创建球值的数组或ArrayList。然后自己实现一部分洗牌操作：从越来越小的可能性子集中进行选择，并将不再适合刚刚选择的元素的位置的元素替换进来。优点是不需要洗牌整个阵列。以下是我快速而肮脏的实现：

public static int[] choose(int[] array, int count, Random rand) {
    int[] ar = array.clone();
    int[] out = new int[count];
    int max = ar.length;
    for (int i = 0; i<count; i++) {
        int r = rand.nextInt(max); 
        //max is decremented, 
        //the selected value is copied out then overwritten 
        //by the last value, which would no longer be accessible
        max--;
        out[i]=ar[r];
        ar[r]=ar[max];
    }
    return out;
}

可能还有改进的余地，尤其是如果顺序无关紧要的话。

Answer 3

在所有匹配彩票号码的尝试中，我得到3个号码的几率平均为3.13%。4个数字下降到0.28%，5个数字下降到0.00012%，6个数字下降到0.00022%。

可以理解的是，随着彩票号码的增加，中奖的几率会降低，但是无论我尝试了100万次还是1亿次，这个比例都是相同的，或者非常接近。

那其实一点也不奇怪。你在这里最终要做的是估算正确猜测3,4,5或6个数字的概率。拥有更多的样本只会让你估算中的变化更小，但即使“少”到100万样本，你的估算也有望接近确切的概率（你可以通过做一些数学计算）。