标题：如何在槽机游戏中实现整数数组元素的周期性均匀分布

霞舞

发布时间：2026-01-22 14:41:01

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来源于php中文网

原创

标题：如何在槽机游戏中实现整数数组元素的周期性均匀分布

本文介绍一种基于概率池（random pool）机制的算法，用于在固定总数内按指定频次周期性、均匀地分发整数元素（如槽机符号id），支持动态抽取与自动重置，兼顾公平性与可扩展性。

在开发槽机类游戏时，一个核心需求是：确保每种结果（例如符号0~10）在每N次转动中严格出现预设次数（如符号0出现12次、符号1出现8次……总计100次），且分布尽可能均匀、无明显聚集或空档。这不同于简单随机抽样（易导致局部偏差），也区别于静态轮询（缺乏随机感）。理想方案需满足三点：① 严格保频（exact count per symbol）；② 周期内均匀散布（avoid clustering）；③ 支持多轮复用（pool refill after exhaustion）。

推荐采用 加权概率池 + 动态衰减 的策略，其本质是将“频次分配”建模为一个可消耗的权重池：

初始化阶段：为每个符号 i 分配整数权重 weights[i]（即期望出现次数），并计算总权重 Total = Σ weights[i]；
抽取阶段：生成 [1, Total] 区间内的均匀随机整数 r，然后线性遍历权重数组，累减权重直至 r ≤ 0，此时索引即为选中符号；
消耗阶段：将该符号权重减1，并同步更新 Total；当 Total == 0 时，池清空，可触发重载逻辑（如重置为初始权重）。

该方法时间复杂度为 O(n)（单次抽取），空间复杂度 O(n)，无需预生成百位长度数组，内存友好；且因每次抽取后权重实时衰减，天然避免了同一符号连续高频出现，实现统计意义上的“平滑周期分布”。

以下是 C# 实现的关键代码（已修正原答案中的笔误，如 chances[i] = i 应为 chances[i] = value）：

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public class RandomPool
{
    private readonly int[] _weights;
    public int Total { get; private set; }
    public int Length => _weights.Length;

    public RandomPool(int length)
    {
        _weights = new int[length];
        Total = 0;
    }

    public int this[int index]
    {
        get => _weights[index];
        set
        {
            Total += value - _weights[index];
            _weights[index] = value;
        }
    }

    public int Get()
    {
        if (Total <= 0) throw new InvalidOperationException("Pool is empty. Refill required.");

        int r = UnityEngine.Random.Range(1, Total + 1); // Unity RNG; use System.Random for .NET Core
        int i = 0;
        while (i < _weights.Length)
        {
            r -= _weights[i];
            if (r <= 0) break;
            i++;
        }
        // Ensure valid index (defensive)
        if (i >= _weights.Length) i = _weights.Length - 1;

        _weights[i]--;
        Total--;
        return i;
    }

    public void Refill(int[] newWeights)
    {
        if (newWeights.Length != _weights.Length)
            throw new ArgumentException("New weights length must match pool length.");

        Array.Copy(newWeights, _weights, _weights.Length);
        Total = newWeights.Sum();
    }
}

使用示例（模拟100次转动，符号0~10按图中频次分布）：

var pool = new RandomPool(11); // symbols 0 to 10
int[] baseFreq = {12, 8, 10, 7, 15, 5, 9, 6, 11, 4, 3 }; // sum = 100
for (int i = 0; i < baseFreq.Length; i++) pool[i] = baseFreq[i];

List results = new();
while (pool.Total > 0)
{
    int symbol = pool.Get();
    results.Add(symbol);
}

// 验证：results.Count == 100，且 results.Count(x => x == i) == baseFreq[i]
Console.WriteLine($"Distribution OK: {results.GroupBy(x => x).All(g => g.Count() == baseFreq[g.Key])}");

⚠️ 注意事项：