在 PHP 中，如何将 0 到 1（含）之间的浮点数概率转换为数组索引？

Question

我正在寻找一种将 0 到 1（含）之间的浮点值转换为数组索引的方法。

这个想法是根据浮点概率值随机选择一个数组元素。我想出了下面的代码，它尝试执行此操作 1000 次。然后跟踪 $counts 数组中每个值被选择的频率。

get_rand_index_1() 函数使用 round()，其中 $count - 1。这里的问题是第一个和最后一个索引（在本例中为 0/Apples 和 5/Pineapples）被选择的频率只有一半。导致 $counts 类似于：

Array
(
    [Apples] => 142
    [Oranges] => 236
    [Bananas] => 269
    [Pineapples] => 104
    [Pears] => 249
)

我还写了get_rand_index_2()。这里使用floor()代替round()，使用$count代替($count - 1)。我认为这可以完成工作，但如果浮点数为 1，则会出现问题。在这种情况下，索引将无效。当然，这是极不可能的，但理论上仍然是可能的。如果一次生成数百万个随机值，可能会出现问题。

所以我减去了 1 / mt_getrandmax()。然后，在极少数情况下，数字变为负值，我使用了 max(0, ...)。

我认为这个 get_rand_index_2() 有效，生成的 $counts 数组似乎具有均匀分布的值。但这似乎有点老套。我也不确定这是否是最有效的方法。

是否有更优雅或更高效的方式来完成我想要的事情？

这是我正在测试的代码。

<?php

$array = ["Apples", "Bananas", "Oranges", "Pears", "Pineapples"];
$count = count($array);
$counts = [];
for ($i = 0; $i < 1000; $i++) {
    //$index = get_rand_index_1($count);
    $index = get_rand_index_2($count);
    $value = $array[$index];
    if (!isset($counts[$value])) $counts[$value] = 1;
    else $counts[$value]++;
}
print_r($counts);

function get_rand_index_1(int $count)
{
    $float_rand = mt_rand() / mt_getrandmax();
    $index = round($float_rand * ($count - 1));
    return $index;
}

function get_rand_index_2(int $count)
{
    $float_rand = max(0, mt_rand() / mt_getrandmax() - 1 / mt_getrandmax());
    $index = floor($float_rand * $count);
    return $index;
}

Answer 1

尝试下面的函数，通过将随机

float

缩放到数组长度，使用下限进行舍入，并确保索引保持在范围内，来均匀分布随机索引选择。

function get_rand_index(int $count) {
    $float_rand = mt_rand() / mt_getrandmax();
    $index = floor($float_rand * $count);
    $index = min($index, $count - 1);
    return $index;
}