這是剛做完的一小段代碼，經測試已經無誤，呵呵，這裏share给大家看看，有朋友覺得有用，可以拿去用。
這個程序解决的問題如下：
已知一件事物有幾種狀態，每種狀態出現的概率不一样，要求做一個隨機數產生器，返回狀態值，要求狀態值出現的規律，符合輸入的概率。
這是小弟上午問我的問題，我們正在做一個工業測試模型，實際的例子是，根據實際情況，某種設備返回的狀態概率符合下表：
設備狀態 百分比
1 12%
2 40%
3 40%
4 7%
5 1%
要求寫段代碼，模擬設備的上述行为。
我下午上班想了一下，花了半個小時为他寫了一個隨機數產生器，經測試，0bug，呵呵。他現在正在用。
Code:
  1. #define CTonyRandomArea_TOKEN_MAX 100           //最大類型數   
  2. #define CTonyRandomArea_TOKEN_AREA_MAX 10000    //類型數組單元數，精確到小數點後兩位   
  3. //輸入最大100個元素的數組，每個數組表示每類占有的百分比，內部自帶百分比調整。   
  4. //即如果外部輸入的數字之和不是整數100，內部會根據百分比，自動調整其比例，使總和=100.0   
  5. //然後內部建立10000個單元的類型數組，根據傳入的每種類型的比例，在類型數組中批量填充對應的類型值   
  6. //總之，類型數組中每種類型的數量，占據的比例正好是輸入的百分比   
  7. //最後，在0~10000中取隨機，然後在對應的類型數組單元中取類型值，即为返回的類型   
  8. class CTonyRandomArea   
  9. {   
  10. public:   
  11.     CTonyRandomArea(double* pTokenPercentArray,char cTokenCount)   
  12.     {   
  13.         m_nTokenCount=cTokenCount;   
  14.         if(CTonyRandomArea_TOKEN_MAX<m_nTokenCount)   
  15.             m_nTokenCount=CTonyRandomArea_TOKEN_MAX;   
  16.         int i=0;   
  17.         for(i=0;i<m_nTokenCount;i++)   
  18.         {   
  19.             m_dTokenPercentArray[i]=*(pTokenPercentArray+i);   
  20.         }   
  21.         //動態調整內部的值   
  22.         //有時候試驗人員，測得幾個狀態出現的數字，可能懶得再計算成百分比   
  23.         //程序幫忙自動計算   
  24.         double dNumberCount=0;   
  25.         for(i=0;i<m_nTokenCount;i++)   
  26.         {   
  27.             dNumberCount+=m_dTokenPercentArray[i];   
  28.         }   
  29.         if(100.0!=dNumberCount)   
  30.         {   
  31.             for(i=0;i<m_nTokenCount;i++)   
  32.             {   
  33.                 m_dTokenPercentArray[i]/=dNumberCount; 
  34.                 m_dTokenPercentArray[i]*=100; 
  35.             }   
  36.         }   
  37.         //以小數點後兩位精度，開始計算在10000個總單元中，每種類型對應的數量。   
  38.         for(i=0;i<m_nTokenCount;i++)   
  39.         {   
  40.             m_sTokenPercentArray[i]=(short)(m_dTokenPercentArray[i]*100);   
  41.         }   
  42.   
  43.         //按比例填充類型數組   
  44.         int j=0;   
  45.         int nFillMin=0;   
  46.         int nFillMax=0;   
  47.         for(i=0;i<m_nTokenCount;i++)   
  48.         {   
  49.             m_cTokenPercentArrayAreaUp[i]=-1;   
  50.         }   
  51.   
  52.         for(i=0;i<m_nTokenCount;i++)   
  53.         {   
  54.             nFillMax=nFillMin+m_sTokenPercentArray[i];   
  55.             for(j=nFillMin;j<nFillMax;j++)   
  56.             {   
  57.                 m_cTokenPercentArrayAreaUp[j]=i;   
  58.             }   
  59.             nFillMin=nFillMax;   
  60.         }   
  61. //      m_cTokenPercentArrayAreaUp[CTonyRandomArea_TOKEN_AREA_MAX-1]=i-1;   
  62.     }   
  63.     ~CTonyRandomArea(){}   
  64.     void PrintfInfo(void)   
  65.     {   
  66.         int i=0;   
  67.         double dNumberCount=0;   
  68.         for(i=0;i<m_nTokenCount;i++)   
  69.         {   
  70.             dNumberCount+=m_dTokenPercentArray[i];   
  71.             printf("%d = %f\n",i,m_dTokenPercentArray[i]);   
  72.         }   
  73.         printf("All = %f\n",dNumberCount);   
  74.   
  75.         //打印10000個單元的類型分布，看看排得對不對   
  76.         //這段打印起來太長，一般隱掉，需要了再打印   
  77. //      int nOutMax=400;   
  78. //      int nInMax=25;      //二者相乘为10000   
  79. //      int j=0;   
  80. //      for(i=0;i<nOutMax;i++)   
  81. //      {   
  82. //          printf("%05d - ",i*nInMax);   
  83. //          for(j=0;j<nInMax;j++)   
  84. //          {   
  85. //              printf("%d ",m_cTokenPercentArrayAreaUp[i*nInMax+j]);   
  86. //          }   
  87. //          printf("\n");   
  88. //      }   
  89.     }   
  90.   
  91.     //取類型數組對應單元的值   
  92.     char GetType(int nTypeIndex)    //輸入参數0~10000   
  93.     {   
  94.         if(10000<=nTypeIndex) nTypeIndex=9999;   
  95.         if(0>nTypeIndex) nTypeIndex=0;   
  96.         return m_cTokenPercentArrayAreaUp[nTypeIndex];   
  97.     }   
  98.     //真實的工作函數，利用輸入的概率來產生隨機type   
  99.     char GetRandomType(void)   
  100.     {   
  101.         return GetType(GetRandomBetween(0,10000));   
  102.     }   
  103. private:   
  104.     double m_dTokenPercentArray[CTonyRandomArea_TOKEN_MAX];             //比例數組   
  105.     short m_sTokenPercentArray[CTonyRandomArea_TOKEN_MAX];              //比例數組,短整型，1~10000，相當於精確到小數點後兩位   
  106.     char m_nTokenCount;   
  107.     char m_cTokenPercentArrayAreaUp[CTonyRandomArea_TOKEN_AREA_MAX];    //類型數組   
  108. };   
  109. //這是測試代碼   
  110. void TestCTonyRandomArea(void)   
  111. {   
  112.     double dTokenPercentArray[100];   
  113.   
  114.     dTokenPercentArray[0]=12.0;   
  115.     dTokenPercentArray[1]=40.0;   
  116.     dTokenPercentArray[2]=40.0;   
  117.     dTokenPercentArray[3]=7.0;   
  118.     dTokenPercentArray[4]=1.0;   
  119.   
  120.     CTonyRandomArea Area1(dTokenPercentArray,5);   
  121.     Area1.PrintfInfo();   
  122.   
  123.     int i=0;   
  124.     for(i=0;i<20;i++)   
  125.     {   
  126.         printf("RandType = %d\n",Area1.GetRandomType());   
  127.     }   
  128. }  
其實這個原理很簡單：
1、我先從外部導入一個比例列表，在100以內的數組單元，每個單元裏面放置一個double值，相當於對應類別的比例。這样，我預設最大有100種狀態，具體本次試驗有多少種狀態，即100個狀態比例數組多少個單元是有效的，看構造函數的第二個参數，就是這個参數輸入的。
2、這裏面我做了點人性化考慮，因为很多時候，我們測試的設備狀態是直接的采样值，即每種狀態出現了多少次，懶得計算成百分比，因此，我內部自動幫他重新計算一遍百分比。這样用起來很方便。
3、我根據各種類型的比例，內部准備一個10000個單元的大數組，我根據每種狀態的比例，在這個數組中填充足夠的狀態數，這样，構建了一個比例分配表。這實際上是把計算精度放大到小數點後兩位，即99.99%這種精度
4、我真正提供隨機數的函數，是在0~10000中取值，即隨機命中比例分配表的某個單元，這個單元取出來是哪種狀態，就返回哪種狀態。由於比例分配表决定了各種狀態被命中的比例，因此，我返回值是符合出現比例的。
5、最後我给了一個測試函數TestCTonyRandomArea，這是我團隊的規矩，任何人寫一個模塊，必須同時提供相應的白盒測試函數，並將測試結果展示给使用者看，作为驗收標准，即“你必須自己證明自己的工作是有效的，並接受檢驗”，我這個leader也不能例外。
6、PrintfInfo函數也是我團隊的規矩，位於底層的類，有責任提供一個PrintInfo函數，供調用者隨時查閱你的內部數據，“把你的數據暴露给大家看，想出來混江湖，就不怕裸奔被人看！”，呵呵《0bug-C/C++商用工程之道》裏面很多類都有這個函數的。
嗯，中間有個GetRandomBetween這個函數，就是《0bug-C/C++商用工程之道》這本書P199頁的源代碼，這裏我也给一份Copy，另外，其工作原理，有興趣的讀者可以看看書中的描述。
Code:
  1. inline int _GetNot0(void)   
  2. {   
  3.     int nRet=rand();   
  4.     if(!nRet) nRet++;   
  5.     return nRet;   
  6. }   
  7. inline int GetRandomBetween(int nBegin,int nEnd)   
  8. {   
  9.     int n=_GetNot0();   
  10.     int nBetween=0;   
  11.     if(0>nBegin) nBegin=-nBegin;   
  12.     if(0>nEnd) nEnd=-nEnd;   
  13.     if(nBegin>nEnd)   
  14.     {   
  15.         nBetween=nEnd;   
  16.         nEnd=nBegin;   
  17.         nBegin=nBetween;   
  18.     }   
  19.     else if(nBegin==nEnd)   
  20.         nEnd=nBegin+10;   
  21.     nBetween=nEnd-nBegin;   
  22.     n=n%nBetween;   
  23.     n+=nBegin;   
  24.     return n;   
  25. }  
上述代碼是我匆忙寫的，屬於測試用代碼，不完全符合0bug一書裏面的C/C++無錯化程序設計原則，各位讀者請注意哈。
不過，雖然是測試代碼，但是帶了很多工程型代碼的影子，大家有興趣可以看看。
另外，上述代碼沒有做锁封裝，但是，仍然是多線程安全的。大家有注意到沒有？
因为其工作原理是查表法，所有的表構造時一次生成，以後僅僅是純讀，請《0bug-C/C++商用工程之道》的讀者注意2.3.6節，P50頁的論述，“用锁的最高境界--不用”，這裏符合第1條特例，“針對一個資源的所有操作都是讀的時候，可以不加锁”。我這段代碼可以算作實例了。各位讀者可以参考一下。
好吧，就這麼多，大家有興趣可以看看。
嗯，有人可能說，這裏的隨機數產生器沒有使用srand初始化，記住，我在用我自己的工程庫，也就是《0bug-C/C++商用工程之道》的工程庫，工程庫的init動作裏面已經做過這種動作了。
代碼是VS2008下測試的，不過，我的理解，應該是跨平台的。
上述代碼在很多遊戲開發中可以投入實用的。
比如說，某個NPC哨兵，他可能在某個時刻，看前後左右，或者抽煙，或者睡覺，或者和另一個哨兵聊天，這時候，可以用這個隨機數產生器，根據預設的每種動作的概率，權重，隨時求出他的行为種類，並予以展示。
再或者，暗黑裏面，我們使用暗金的裝備，每次攻擊，有百分之多少的概率出現壓碎性打擊，有多少概率出現冰凍屬性，等等，也可以用這個隨機數產生器來求。
大家慢慢想吧，呵呵。
嗯，這裏網友發現一處bug，我已經修改了，請昨天看過的朋友注意：
Code:
  1. if(100.0!=dNumberCount)       
  2. {       
  3.     for(i=0;i<m_nTokenCount;i++)       
  4.     {       
  5.         m_dTokenPercentArray[i]/=dNumberCount;     
  6.         m_dTokenPercentArray[i]*=100;  //這裏少乘了個100，百分比動態調整失效，因此，我加上了這一句。   
  7.     }       
  8. }       
 這段代碼出來後，一些網友表示看不懂我的原意，我們在CSDN博客有一些問答，我覺得對大家理解本程序的設計思路有幫助，因此，整理了一下，摘錄在這裏：
網友問：if(100.0!=dNumberCount) 浮點數直接用等於作比較是不正確的
我答：通常的做法是if((100.0-dNumberCount)<0.00000001)，我知道的，不過，我为什麼這麼寫，你看得懂嗎？
網友問：不懂，老師教教吧，謝謝
我答：這裏主要的目的是否定，是为了驗證所有輸入的double數加起來不是100.0，然後內部重新計算一次。由於外部人員輸入，通常都不是正好100.0，因此，這裏使用否定的嚴厲校驗，即只要不是絕對==100.0，內部就重新計算。看好了，我是否定嚴厲，不是肯定嚴厲，因此不用教科書做法。
網友問：同意這样直接比較在此處也不會產生錯誤，我還是有如下觀點： 1. 這样嚴厲的否定可能會拒絕一些本可以接受的輸入，當然概率比較小，而且即使拒絕了也頂多是多計算一下，不會有bug 2. 即使是通過代碼中的“自動調整其比例“的計算以後，仍然有可能會出發您的”否定嚴厲“ 所以我認为還是不應該用直接比較。 3. (100.0-dNumberCount)<0.00000001 這样的比較還是不合适的，一是要用絕對值，當然這裏可能是您忘記寫了；二是0.00000001的取定要推敲，用float.h中提供的常數宏更好
我答：嗯，你說的有理，我下回注意，呵呵。不過，你說的計算後仍然有否定嚴厲誤差的問題，看我61行，我寫那行代碼的目的就是为了彌補這個誤差的。不過後來看了沒有誤差，所以就隱掉了。
網友問：不是我挑錯，但我總覺的你的代碼顯的很長。好多沒必要。比如 GetRandomBetween函數，其實很簡單。 GetRandomBetween(int nBegin,int nEnd) { int n = abs(nBegin); int nBetween= abs(nEnd) - n; if(nBetween < 0) { n = abs(nEnd); } if(nBetween == 0) nBetween = 10; n += _GetNot0(); return n; } 這样不是更簡潔點麼？完成的功能是完全一样的。
我答：把每句話盡量簡化，簡化到大家看起來一目了然的時候，程序就不容易出錯。你的方案，一句話裏面有多個計算，很繞。不是每個項目成員都有你的水平的。
網友問：再比如，你的 GetType和GetRandomType這2個函數，完全可以結合成一個嘛。 char GetType(int nTypeIndex) //輸入参數0~10000 { return m_cTokenPercentArrayAreaUp[GetRandomBetween(0,10000)]; } 注意，這裏的GetRandomBetween(0,10000)返回範圍，就是0-9999. 這样不是簡單多了？
我答：看下面，是故意拆分的，留兩個api，给別人一個中間查表的切入點。
網友問：哦。原來是故意拆分的。
網友問：還有一點，为什麼程序中，有好多char和short來替代int？這样有什麼好處？是为了節約空間麼？我認为，char和short在做参數傳進傳出，或者與int比較時，每次都要擴展为int，還不如直接用int好。在32位系統中，用int最快了。 只是自己的一些看法，有說的不對的，我們互相學習。
我答：嗯，看在你說出互相學習這句話，我回答你的問題：這段代碼之所以寫得像你說的這麼繁瑣，是为了盡可能提供api给使用者用，就是我小弟，他覺得用得方便。因为他是用戶。我必須站在用戶的需求角度設計api，方便調用。因此，很多稍微复雜一點的api函數，我會盡量拆細，每一步都提供一個函數接口给用戶用。用不用在他，但是我盡量给全。
 api接口設計，應該站在用戶使用方便來設計的。反而是我的構造函數很复雜，是因为這些是我內部動作，我要屏蔽，無須通報外部，這體現高內聚，低耦合的原則。
 char和short確實是为了節約空間考慮，因为裏面有個10000個單元的大數組，用char是10k，用int是40k。
網友問：這麼考慮的話也可以。我感覺在這種情況的話，用unsigned char會不會更好？
我答：我預設100個類型，<127，char的正數範圍足以。
網友問：我倒是感覺這次的需求這麼簡單，沒必要给更多的中間接口。設計以需求为目標，不是程序員覺的客戶怎麼方便怎麼設計，有很多接口，客戶也許根本用不到。反而造成不必要的設計，程序复雜度上升。
我答：這個算我個人習慣吧，基礎模塊的公有接口我習慣留得越多越好，越簡單越好，最好每個接口一句話。這样，哪天有新需求，省的我改接口。因为這類基礎模塊的使用者，通常就是我團隊成員，大家這麼做也習慣了。不過，對外的接口，還是應該越少越好，這是原則，比如功能層向業務層輸出的接口，和其他小組的接口，暴露越少越好。不同的需求導致不同的設計。
 最後再補充一點，你有想過這個程序的效率沒有？它用查表法，你可以和普通計算法比較一下，每個都跑個1000萬次，你就看出時間差別了。而且，它不用锁，並行環境和串行環境效率一样高。
網友問：查表法肯定比每次都計算省時間。但第一次構造要花時間，而且犧牲一部分空間。就你這次的實現來看，用查表法是對的。
我答：實話跟你講吧，這段代碼是有前提的，我們要做5000萬條記錄，中間有20萬個設備的記錄，每個設備的采样頻率不一样，我要並發模擬，你再想想我寫這麼复雜有道理沒？
 
最後，還有網友反映，構造函數太复雜，看不懂，我這裏也解釋一下。當時情況比較急，小弟趕着用，我也沒時間精雕細琢這個代碼，所以，構造函數寫得就很复雜，基本上想到哪寫到哪。
這個函數的設計，並不符合《0bug-C/C++商用工程之道》第三章的“C/C++無錯化設計原則”，所以看起來就難懂。看見沒，只要不符合這個原則，只要一個函數內有多個循環主體，即多個邏輯意思，大家看起來就混亂。 希望大家以後開發引以为戒，盡量還是寫簡單的程序。
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肖舸


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