如何在数组中生成随机数，加起来达到定义的总数？

Posted 2023-02-26

【中文标题】如何在数组中生成随机数，加起来达到定义的总数？

【英文标题】：How do I generate random numbers in an array that add up to a defined total?

【发布时间】：2013-09-07 03:56:23

【问题描述】：

我需要在 Java 中随机生成一个包含 7 个插槽的数组。所有这些插槽的值必须至少为 1，但结合起来，总值必须是另一个定义的数字。它们也都需要是一个 int 值，没有 1.5 或 0.9816465684646 数字。 示例：

int a=10;

int[] ar = new int[7]
ar[0] = 1
ar[1] = 1
ar[2] = 2
ar[3] = 2
ar[4] = 1
ar[5] = 2
ar[6] = 1

我希望它生成类似的东西，但如果 int a=15，则所有数字按任意顺序总计为 15

【问题讨论】：

这甚至可能值得一个algorithm 标签。

OP，你知道随机变量和概率分布吗？在您更准确地定义随机的含义之前，无法回答这个问题。

【参考方案1】：

实现一致性的一个好方法是，例如，将a = 15 个单元填充到一个 8 元素数组中：

将 1 放入数组中的每个元素中，因为这是您的要求，您现在还有 7 个值可以分配 在 0 和数组的最大索引之间滚动一个随机数，然后将该元素加 1，然后从 7 中减去 1。这样做直到 7 变为零。

通过这种方式，您将通过让每个元素的最小值为 1 来满足您的最低条件。然后您以完全随机的方式分配剩余的总数。

【讨论】：

+1，没有更好的解决方案。我正在思考如何获得均匀性。我的困境是它们可能太统一了。对于足够大的 a，所有数字将非常接近，以至于很难判断是否存在任何随机性。

那么我会从你所说的改变什么来使它成为一个 7 元素数组？我只需要 7 个数字

当你的总和非常大时，这将表现得非常糟糕。

@LeeDanielCrocker OP 说他的值不会超过 99。

当a 很大时，这会很慢。一个更有效的解决方案是 Lee Daniel Crocker 所描述的。

【参考方案2】：

生成与给定总和相加的 N 个随机数的标准方法是将总和视为数轴，在该线上生成 N-1 个随机点，对它们进行排序，然后使用点之间的差异作为您的最终值。要获得最小值 1，首先从总和中减去 N，运行给定的算法，然后将 1 加回每个段。

public class Rand 
    public static void main(String[] args) 
        int count = 8;
        int sum = 100;
        java.util.Random g = new java.util.Random();

        int vals[] = new int[count];
        sum -= count;

        for (int i = 0; i < count-1; ++i) 
            vals[i] = g.nextInt(sum);
        
        vals[count-1] = sum;

        java.util.Arrays.sort(vals);
        for (int i = count-1; i > 0; --i) 
            vals[i] -= vals[i-1];
        
        for (int i = 0; i < count; ++i)  ++vals[i]; 

        for (int i = 0; i < count; ++i) 
            System.out.printf("%4d", vals[i]);
        
        System.out.printf("\n");
    

【讨论】：

这很有趣

你能不能显示一些代码让我看看会发生什么？

是的，我可能应该展示一些代码。给我几分钟。

这是一个很好的方法，但是当数字被限制为整数时，问题就有点困难了。魔鬼在细节中。

@TedHopp 我不确定为什么整数会成为问题。数字之间的平均差异仍然是 N/sum

【参考方案3】：

我的 java 很糟糕，所以我没有在这里提供实际代码，因为它可能是错误的。我之前在 SQL 中做过这个确切的事情，所以我知道它可以工作......

让 Y 为您希望元素相加的总值 开始一个循环，变量 Z 从 1 到 X，其中 X 是数组中的数字元素（此处称为 AR） 在循环中，将 AR(Z) 设置为 1 到 Y-X+Z 之间的随机数 从 Y 中减去新值，因此 Y = Y - AR(Z) 结束循环：返回第 2 步，将 Z 前进 1

【参考方案4】：

除了@Kon 所说的，您可以使用两个随机数而不是一个以获得更多随机性。那就是：

Fill every element in the array with the value 1
valuesToDistribute = a - array.length-1
randomIndex = Roll a number between 0 and array.length-1
randomValue = Roll a number between 1 and valuesToDistribute
Add to randomIndex the value randomValue
Subtract randomValue from valuesToDistribute
Repeat until valuesToDistribute = 0