Question

假设我想制作一款游戏。在游戏开始时，玩家将挑选一个怪物。

公平地挑选怪物很容易。

// get all monsters with equal chance
public Monster getMonsterFair(){
    Monster[] monsters = {new GoldMonster(), new SilverMonster(), new BronzeMonster()};
    int winIndex = random.nextInt(monsters.length);
    return monsters[winIndex];
}

不公平地挑选怪物。

// get monsters with unequal chance
public Monster getMonsterUnFair(){
    double r = Math.random();
    // about 10% to win the gold one
    if (r < 0.1){
        return new GoldMonster();
    }
    // about 30% to winthe silver one
    else if ( r < 0.1 + 0.2){
        return new SilverMonster();
    }
    // about 70% to win the bronze one
    else {
        return new BronzeMonster();
    }   
}

问题在于，当我在游戏中添加新怪物时，我必须编辑 if-else 。或者我将赢得GoldMonster的机会改为0.2，我必须将所有0.1改为0.2 这很难看，也不容易维护。

// get monsters with unequal change & special monster
public Monster getMonsterSpecial(){
    double r = Math.random();
    // about 10% to win the gold one
    if (r < 0.1){
        return new GoldMonster();
    }
    // about 30% to win the silver one
    else if ( r < 0.1 + 0.2){
        return new SilverMonster();
    }
    // about 50% to win the special one
    else if ( r < 0.1 + 0.2 + 0.2){
        return new SpecialMonster();
    }
    // about 50% to win the bronze one
    else {
        return new BronzeMonster();
    }
}

如何重构这种概率算法，以便在添加新怪物时能够轻松维护代码并调整获胜怪物的机会？

Answer 1

基本上是@Egor Skriptunoff所说的。这应该很容易扩展。如果您不想使用Class<Monster>，则可以使用enum的集合。

enum Monster {
    GOLD(1),
    SILVER(3),
    BRONZE(6) // pseudo probabilities

    private int weight;
    // constructor etc..
}

public Monster getMonsterSpecial() {
    List<Monster> monsters = new ArrayList<>();

    for(Monster monsterType : Monster.values()) {
        monsters.addAll(Collections.nCopies(monsterType.getWeight(), monsterType)); 
    }

    int winIndex = random.nextInt(monsters.length);
    return monsters.get(winIndex);
}

如果您仍想要实例化怪物类，也许可以使枚举Monsters复数，并指向Class<? extends Monster>。我只是想让这个例子更清楚。

Answer 2

我会使用随着每个怪物的增加而增加的总重量。

private final Random rand = new Random();

public Monster getMonsterSpecial() {
    int weight = rand.nextInt(1+2+2+5);
    if ((weight -= 1) < 0) return new GoldMonster();
    if ((weight -= 2) < 0) return new SilverMonster();
    if ((weight -= 2) < 0) return new SpecialMonster();
    // 50% chance of bronze
    return new BronzeMonster();
}

Answer 3

这基于Peter's answer，更易于维护。你所要做的就是在阵列中添加一个新的怪物并将重量加到总重量上 - 如果你愿意的话，可以很容易地将其扩展到运行期间（因此，不要介意更改代码，你不要甚至需要重新启动程序来添加怪物（假设你的程序的其余部分允许这样做））。

怪物类：

为每个怪物提供int权重变量。

如果权重为1,2和7，则相应概率分别为10％，20％和70％（按100*x/(1+2+7)计算）。

<强>全局：

Random rand = new Random();
int totalMonsterWeight;
Monster[] monsters; // set this up somewhere

全局权重初始化：

totalMonsterWeight = 0;
for (Monster monster: monsters)
  totalMonsterWeight += monster.getWeight();

获取怪物功能

public Monster getMonster()
{
  int weight = rand.nextInt(totalMonsterWeight);
  for (Monster monster: monsters)
    if ((weight -= monster.getWeight()) < 0)
      return monster.getClass().newInstance();
}

以上是在每次调用期间返回新实例的一种懒惰方式（可能不是最佳方式）。正确的方法可能是使用Factory pattern。

如何编写一个可以轻松维护的概率算法？

3 个答案: