js数组实现权重概率分配

2019-11-19 15:28:34

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供稿：网友

今天写了一个js控制页面轮播的功能，如果仅仅使用队列很简单，但是考虑到为每一个页面分配权重的是否变的异常复杂，使用switch和if else也无法解决，于是想到使用js数组实现，思路是将各个轮播的页面抽象成一个对象，各个对象需要手动指定权重值，然后组成一个数组，使用下面封装的函数，将会根据各个对象相应的权重概率返回一个对象，代码如下：

/*** js数组实现权重概率分配* @param  Array  arr    js数组，参数类型[Object,Object,Object……]* @return  Array        返回一个随机元素，概率为其percent/所有percent之和，参数类型Object* @author  shuiguang*/function weight_rand(arr){  //参数arr元素必须含有percent属性，参考如下所示  /*  var arr = [{      name : '1',      percent : 1    }, {      name : '2',      percent : 2    }, {      name : '3',      percent : 1    }, {      name : '4',      percent : 2    }  ];  */  var total = 0;  var i, j, percent;  //下标标记数组，按照上面的例子，单倍情况下其组成为[1,2,2,3,4,4]  var index = new Array();  for (i = 0; i < arr.length; i++) {    //判断元素的权重，为了实现小数权重，先将所有的值放大100倍    percent = 'undefined' != typeof(arr[i].percent) ? parseInt(arr[i].percent*100) : 0;    for (j = 0; j < percent; j++) {      index.push(i);    }    total += percent;  }  //随机数值，其值介于0-5的整数  var rand = Math.floor(Math.random() * total);  return arr[index[rand]];}

上面的方法虽然可行，可是遇到这样一个问题：对于一般复杂的分配情况如1:1:1分配（相对值）可以满足，如果遇到15%,25%,35%剩余等精确权重分配（绝对值）无法满足。因为去计算15%:25%:35%:剩余的比例很是麻烦，于是我将上面的函数继续修改，添加了百分比模式，比如上面的例子，分配了上面明确的百分数之后，剩余的百分比将给最后一个元素，而不用计算最后一个元素占的百分数，也不用计算各个元素的比例。代码如下：

/*** js数组实现权重概率分配，支持数字比模式(支持2位小数)和百分比模式(不支持小数，最后一个元素多退少补)* @param  Array  arr  js数组，参数类型[Object,Object,Object……]* @return  Array      返回一个随机元素，概率为其weight/所有weight之和，参数类型Object* @author  shuiguang*/function weight_rand(arr){	//参数arr元素必须含有weight属性，参考如下所示	//var arr=[{name:'1',weight:1.5},{name:'2',weight:2.5},{name:'3',weight:3.5}];	//var arr=[{name:'1',weight:'15%'},{name:'2',weight:'25%'},{name:'3',weight:'35%'}];	//求出最大公约数以计算缩小倍数，perMode为百分比模式	var per;	var maxNum = 0;	var perMode = false;	//自定义Math求最小公约数方法	Math.gcd = function(a,b){		var min = Math.min(a,b);		var max = Math.max(a,b);		var result = 1;		if(a === 0 || b===0){			return max;		}		for(var i=min; i>=1; i--){			if(min % i === 0 && max % i === 0){				result = i;				break;			}		}		return result;	};		//使用clone元素对象拷贝仍然会造成浪费，但是使用权重数组对应关系更省内存	var weight_arr = new Array();	for (i = 0; i < arr.length; i++) {		if('undefined' != typeof(arr[i].weight))		{			if(arr[i].weight.toString().indexOf('%') !== -1) {				per = Math.floor(arr[i].weight.toString().replace('%',''));				perMode = true;			}else{				per = Math.floor(arr[i].weight*100);			}		}else{			per = 0;		}		weight_arr[i] = per;		maxNum = Math.gcd(maxNum, per);	}	//数字比模式，3:5:7，其组成[0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2]	//百分比模式，元素所占百分比为15%，25%，35%	var index = new Array();	var total = 0;	var len = 0;	if(perMode){		for (i = 0; i < arr.length; i++) {			//len表示存储arr下标的数据块长度，已优化至最小整数形式减小索引数组的长度			len = weight_arr[i];			for (j = 0; j < len; j++){				//超过100%跳出，后面的舍弃				if(total >= 100){					break;				}				index.push(i);				total++;			}		}		//使用最后一个元素补齐100%		while(total < 100){			index.push(arr.length-1);			total++;		}	}else{		for (i = 0; i < arr.length; i++) {			//len表示存储arr下标的数据块长度，已优化至最小整数形式减小索引数组的长度			len = weight_arr[i]/maxNum;			for (j = 0; j < len; j++){				index.push(i);			}			total += len;		}	}	//随机数值，其值为0-11的整数，数据块根据权重分块	var rand = Math.floor(Math.random()*total);	//console.log(index);	return arr[index[rand]];}var arr=[{name:'1',weight:1.5},{name:'2',weight:2.5},{name:'3',weight:3.5}];console.log(weight_rand(arr));var arr=[{name:'1',weight:'15%'},{name:'2',weight:'25%'},{name:'3',weight:'35%'}];console.log(weight_rand(arr));var prize_arr = [	{'id':1, 'prize':'平板电脑', 'weight':1},	{'id':2, 'prize':'数码相机', 'weight':2},	{'id':3, 'prize':'音箱设备', 'weight':10},	{'id':4, 'prize':'4G优盘', 'weight':12},	{'id':5, 'prize':'10Q币', 'weight':22},	{'id':6, 'prize':'下次没准就能中哦', 'weight':50}    ];var times = 100000;var prize;var pingban = 0;var shuma = 0;var yinxiang = 0;var youpan = 0;var qb = 0;var xc = 0;var start = new Date().getTime();for($i=0; $i<times; $i++){	prize = weight_rand(prize_arr);	if(prize.prize == '平板电脑')	{		pingban++;	}else if(prize.prize == '数码相机'){		shuma++;	}else if(prize.prize == '音箱设备'){		yinxiang++;	}else if(prize.prize == '4G优盘'){		youpan++;	}else if(prize.prize == '10Q币'){		qb++;	}else if(prize.prize == '下次没准就能中哦'){		xc++;	}}var stop = new Date().getTime();console.log('平板电脑：'+pingban/times+', 数码相机：'+shuma/times+', 音箱设备：'+yinxiang/times+', 4G优盘：'+youpan/times+', 10Q币：'+qb/times+', 下次没准就能中哦：'+xc/times);console.log('耗费时间：'+(stop-start)/1000+'秒');

该代码已经通过最大公约数对下标数组进行优化，使用数字比模式已经优化到最小数值比例，百分比模式考虑性能消耗暂不支持2位小数。

写完js版，于是很轻松改为php版本，经过10万次循环测试，发现for循环比foreach省时间，而非网上传的foreach比for更快。但是总体来说，js的执行速度是php的20倍左右，php的执行时间约6秒，js的执行时间约为0.346秒。

/*** php数组实现权重概率分配，支持数字比模式(支持2位小数)和百分比模式(不支持小数，最后一个元素多退少补)* @param  array  $arr  php数组，参数类型array(array(),array(),array()……)* @return  array      返回一个随机元素，概率为其percent/所有percent之和，参数类型array()* @author  shuiguang*/function weight_rand($arr){  //参数arr元素必须含有percent属性，参考如下所示  //$arr=array(array('name'=>'1','weight'=>1.5),array('name'=>'2','weight'=>1.5),array('name'=>'3','weight'=>1.5));  //$arr=array(array('name'=>'1','weight'=>'15%'),array('name'=>'2','weight'=>'25%'),array('name'=>'3','weight'=>'35%'));  //求出最大公约数以计算缩小倍数，perMode为百分比模式  $perMode = false;  $maxNum = 0;  //自定义求最小公约数方法  $gcd = function($a, $b)  {    $min = min($a, $b);    $max = max($a, $b);    $result = 1;    if($a === 0 || $b === 0)    {      return $max;    }    for($i=$min; $i>=1; $i--)    {      if($min % $i === 0 && $max % $i === 0)      {        $result = $i;        break;      }    }    return $result;  };  //使用传地址可能会影响后面的结果，但是使用权重数组对应关系更省内存  $weight_arr = array();  $arr_len = count($arr);  for($i=0; $i<$arr_len; $i++)  {    if(isset($arr[$i]['weight']))    {      if(strpos($arr[$i]['weight'], '%') !== false)      {        $per = floor(str_replace('%', '', $arr[$i]['weight']));        $perMode = true;      }else{        $per = floor($arr[$i]['weight']*100);      }    }else{      $per = 0;    }    $weight_arr[$i] = $per;    $maxNum = call_user_func($gcd, $maxNum, $per);  }  //数字比模式，3:5:7，其组成[0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2]  //百分比模式，元素所占百分比为15%，25%，35%  $index = array();  $total = 0;  if($perMode)  {    for($i=0; $i<$arr_len; $i++)    {      //$len表示存储$arr下标的数据块长度，已优化至最小整数形式减小索引数组的长度      $len = $weight_arr[$i];      for ($j = 0; $j < $len; $j++)      {        //超过100%跳出，后面的舍弃        if($total >= 100)        {          break;        }        $index[] = $i;        $total++;      }    }    //使用最后一个元素补齐100%    while($total < 100)    {      $index[] = $arr_len-1;      $total++;    }  }else{    for($i=0; $i<$arr_len; $i++)    {      //len表示存储arr下标的数据块长度，已优化至最小整数形式减小索引数组的长度      $len = $weight_arr[$i]/$maxNum;      for ($j = 0; $j < $len; $j++)      {        $index[] = $i;      }      $total += $len;    }  }  //随机数值，其值为0-11的整数，数据块根据权重分块  $rand = floor(mt_rand(0, $total));	//修复php随机函数可以取临界值造成的bug  $rand = $rand == $total ? $total-1 : $rand;  return $arr[$index[$rand]];}$arr=array(array('name'=>'1','weight'=>1.5),array('name'=>'2','weight'=>1.5),array('name'=>'3','weight'=>1.5));p(weight_rand($arr));$arr=array(array('name'=>'1','weight'=>'15%'),array('name'=>'2','weight'=>'25%'),array('name'=>'3','weight'=>'35%'));p(weight_rand($arr));$prize_arr = array(	'0' => array('id'=>1, 'prize'=>'平板电脑', 'weight'=>1),	'1' => array('id'=>2, 'prize'=>'数码相机', 'weight'=>5),	'2' => array('id'=>3, 'prize'=>'音箱设备', 'weight'=>10),	'3' => array('id'=>4, 'prize'=>'4G优盘', 'weight'=>12),	'4' => array('id'=>5, 'prize'=>'10Q币', 'weight'=>22),	'5' => array('id'=>6, 'prize'=>'下次没准就能中哦', 'weight'=>50),);$start = time();$result = array();$times = 100000;for($i=0; $i<$times; $i++){	$row = weight_rand($prize_arr);	if(array_key_exists($row['prize'], $result))	{		$result[$row['prize']] ++;	}else{		$result[$row['prize']] = 1;	}}$cost = time() - $start;p($result);p('耗费时间：'.$cost.'秒');function p($var){  echo "<pre>";  if($var === false)  {    echo 'false';  }else if($var === ''){    print_r("''");  }else{    print_r($var);  }  echo "</pre>";}

php版本如果只是使用整数数字比模式，完全不用考虑数字的放大与求最小公倍数的算法，只需要做简单的累加即可，可以大大缩短执行时间。

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