package com.yami.trading.huobi.data;
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import java.math.BigDecimal;
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import java.math.RoundingMode;
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import java.util.ArrayList;
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import java.util.List;
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import java.util.Random;
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public class RandomNumbersGenerator {
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/**
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* 生成多个有正有负的数，总和等于目标value
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* @param target 目标总和（BigDecimal）
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* @param count 生成的数字数量（至少为2）
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* @param scale 小数位数（确保精度）
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* @return 满足条件的数字列表
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*/
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public static List<BigDecimal> generateNumbers(BigDecimal target, int count, int scale) {
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// 校验参数：数量至少为2
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if (count < 2) {
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throw new IllegalArgumentException("生成数量必须至少为2");
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}
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List<BigDecimal> numbers;
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// 计算target的20%（绝对值，作为最后一个数的阈值）
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BigDecimal threshold = target.abs().multiply(new BigDecimal("0.2")).setScale(scale, RoundingMode.HALF_UP);
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do {
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numbers = new ArrayList<>(count);
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Random random = new Random();
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// 步骤1：确定单个数字的最大绝对值范围（目标值的15%，可调整）
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BigDecimal maxAbsValue = target.abs().multiply(new BigDecimal("0.15"));
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if (maxAbsValue.compareTo(BigDecimal.ZERO) == 0) {
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maxAbsValue = new BigDecimal("100"); // 目标为0时的默认范围
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}
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// 正数概率60%
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double positiveProbability = 0.6;
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// 步骤2：生成前count-1个随机数
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for (int i = 0; i < count - 1; i++) {
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BigDecimal randomValue = generateRandomValue(maxAbsValue, scale, random);
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// 按概率设置正负
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if (random.nextDouble() >= positiveProbability) {
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randomValue = randomValue.negate();
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}
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numbers.add(randomValue);
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}
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// 步骤3：计算最后一个数（确保总和为target）
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BigDecimal sumPrev = numbers.stream().reduce(BigDecimal.ZERO, BigDecimal::add);
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BigDecimal lastNum = target.subtract(sumPrev).setScale(scale, RoundingMode.HALF_UP);
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numbers.add(lastNum);
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// 步骤4：确保有正有负
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ensureBothPositiveAndNegative(numbers, scale);
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// 检查最后一个数是否超过阈值：若lastNum的绝对值 > threshold，则重新生成
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} while (numbers.get(numbers.size() - 1).abs().compareTo(threshold) > 0);
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return numbers;
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}
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/**
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* 生成0到max之间的随机BigDecimal（指定小数位数，兼容Java 8+）
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*/
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private static BigDecimal generateRandomValue(BigDecimal max, int scale, Random random) {
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// 将max转换为整数（放大10^scale倍），避免double精度问题
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BigDecimal scaleFactor = new BigDecimal(Math.pow(10, scale)).setScale(scale);
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long maxLong = max.multiply(scaleFactor).setScale(0, RoundingMode.FLOOR).longValue();
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// 兼容Java 8+的写法：生成[0, maxLong]范围内的随机long
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long randomLong;
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if (maxLong == 0) {
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// 若最大值为0，直接返回0
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randomLong = 0;
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} else {
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// 生成[0, maxLong]的随机数（避免nextLong()的负数问题）
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// 逻辑：(random.nextLong() % (maxLong + 1) + (maxLong + 1)) % (maxLong + 1)
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long range = maxLong + 1; // 范围长度（0到maxLong共range个数字）
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randomLong = (random.nextLong() % range + range) % range;
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}
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// 转换回BigDecimal并缩小scaleFactor倍
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return new BigDecimal(randomLong).divide(scaleFactor, scale, RoundingMode.HALF_UP);
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}
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/**
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* 确保列表中既有正数也有负数，若不满足则调整
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*/
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private static void ensureBothPositiveAndNegative(List<BigDecimal> numbers, int scale) {
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boolean hasPositive = numbers.stream().anyMatch(num -> num.compareTo(BigDecimal.ZERO) > 0);
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boolean hasNegative = numbers.stream().anyMatch(num -> num.compareTo(BigDecimal.ZERO) < 0);
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if (hasPositive && hasNegative) {
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return; // 已满足条件，无需调整
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}
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// 若全为非负（可能有0），需要调整出一个负数
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if (!hasNegative) {
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adjustToHaveNegative(numbers, scale);
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}
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// 若全为非正（可能有0），需要调整出一个正数
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else if (!hasPositive) {
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adjustToHavePositive(numbers, scale);
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}
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}
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/**
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* 当全为非负时，调整出一个负数（保持总和不变）
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*/
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private static void adjustToHaveNegative(List<BigDecimal> numbers, int scale) {
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// 选第一个非零的数（避免调整0，否则还是0）
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int idx = -1;
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for (int i = 0; i < numbers.size(); i++) {
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if (numbers.get(i).compareTo(BigDecimal.ZERO) > 0) {
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idx = i;
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break;
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}
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}
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if (idx == -1) {
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// 极端情况：全为0（目标值必为0），直接将第一个数设为1，最后一个设为-1
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numbers.set(0, new BigDecimal("1").setScale(scale));
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numbers.set(numbers.size() - 1, new BigDecimal("-1").setScale(scale));
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return;
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}
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// 调整逻辑：将选中的数变为负数，同时将最后一个数加上2倍的原数（保持总和不变）
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BigDecimal original = numbers.get(idx);
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BigDecimal negative = original.negate();
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numbers.set(idx, negative);
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BigDecimal last = numbers.get(numbers.size() - 1);
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BigDecimal adjustedLast = last.add(original.multiply(new BigDecimal("2")))
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.setScale(scale, RoundingMode.HALF_UP);
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numbers.set(numbers.size() - 1, adjustedLast);
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}
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/**
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* 当全为非正时，调整出一个正数（保持总和不变）
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*/
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private static void adjustToHavePositive(List<BigDecimal> numbers, int scale) {
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// 选第一个非零的数（避免调整0）
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int idx = -1;
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for (int i = 0; i < numbers.size(); i++) {
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if (numbers.get(i).compareTo(BigDecimal.ZERO) < 0) {
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idx = i;
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break;
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}
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}
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if (idx == -1) {
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// 极端情况：全为0（目标值必为0），直接将第一个数设为1，最后一个设为-1
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numbers.set(0, new BigDecimal("1").setScale(scale));
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numbers.set(numbers.size() - 1, new BigDecimal("-1").setScale(scale));
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return;
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}
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// 调整逻辑：将选中的数变为正数，同时将最后一个数减去2倍的原数（保持总和不变）
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BigDecimal original = numbers.get(idx);
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BigDecimal positive = original.negate();
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numbers.set(idx, positive);
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BigDecimal last = numbers.get(numbers.size() - 1);
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BigDecimal adjustedLast = last.subtract(original.multiply(new BigDecimal("2")))
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.setScale(scale, RoundingMode.HALF_UP);
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numbers.set(numbers.size() - 1, adjustedLast);
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}
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// 测试示例
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public static void main(String[] args) {
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// 测试1：目标值为100，生成5个数，保留2位小数
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BigDecimal target1 = new BigDecimal("0.01");
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List<BigDecimal> result1 = generateNumbers(target1, 200/10, 10);
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System.out.println("目标值：" + target1 + "，生成的数：" + result1);
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System.out.println("总和：" + result1.stream().reduce(BigDecimal.ZERO, BigDecimal::add) + "\n");
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}
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}
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