随机点名系统.md

一、实验目的

编写随机点名程序(越不来上课的人，被点中的概率越高，实现抽查、预警等功能)

二、算法设计与结果预览

选择开发语言：

C/C++ 不太适合，由于我的想法是最终要做出一个比较拿的出手的图形界面

Java(Swing窗体开发)，有想过，但觉得不能完全实现我的功能，代码量大且冗余。

Python 其实可以一试，但最终选择了html语言。对于html来说，它能够快速开发出界面友好的网页，功能强大，语法简单且容易上手

前期准备：

• 5小时 html前端开发教程视频
• 0.5小时算法设计
• 1小时界面布局设计

似乎有点本末倒置，但其实对于此次实验，算法不难,在于如何呈现，学会一门新的开发技术，也是好的。

基本框架：随机点名程序，为了方便后面编码，直接将待导入的名单设为计算机一班的所有成员名单，我选择的布局是按钮式

名单布局

arrs是我导入的课堂学生名单，先设定css样式如下:

.box {
    width: 1000px;
    height: 240px;
    margin: 100px auto 0;
    clear: both;
}
<!--其实这些参数都是摸索出来的，预览一次次调试-->

接着导入每一个节点元素，innerHTML为相应名字，样式与设置参数一样，类名为name

var boxNode = document.querySelector('#box');
for (var i = 0; i < arrs.length; i++) {
    var divNode = document.createElement('div');
    divNode.innerHTML = arrs[i];
    divNode.className = 'name';
    boxNode.appendChild(divNode);
}

点名按钮设置

按钮css样式设置

#btn {
    width: 100px;
    height: 30px;
    background: #fff;
    border-radius: 5px;
    margin-left: 1150px;
    margin-top: 50px;
}

导入时间类

var span = document.querySelector("#span");
getTime();
setInterval(getTime, 1000);
function getTime() {
    var day = new Date;
    var year = day.getFullYear();
    var month = day.getMonth() + 1;
    var dat = day.getDate();
    var hour = day.getHours();
    var mit = day.getMinutes();
    var sec = day.getSeconds();
    span.innerHTML = "Current Time:" + ' ' + year + '.' + month + '.' + dat + ' ' + hour + ':' + mit + ':' + sec;
}

基本的标题、超链接设置

<h1>随机点名系统V1.0</h1>

<div class="txt-center"><a href="https://blog.csdn.net/weixin_43798170">Copyright © 菱形继承. All Rights Reserved</a></div>

网页编码字符集、总体style属性

<meta charset="UTF-8">
    <title>随机点名系统</title>
    <style>
        body {
            background: #3ba1c4;
        }
        
        h1 {
            text-align: center;
            color: white;
        }
        
        #btn {
            width: 100px;
            height: 30px;
            background: #fff;
            border-radius: 5px;
            margin-left: 1150px;
            margin-top: 50px;
        }
        
        .name {
            width: 100px;
            height: 40px;
            float: left;
            background: antiquewhite;
            margin-left: 10px;
            margin-top: 10px;
            text-align: center;
            line-height: 40px;
        }
        
        .box {
            width: 1000px;
            height: 240px;
            margin: 100px auto 0;
            clear: both;
        }
        
        #span {
            float: right;
            position: relative;
            top: 50px;
            right: 270px;
			color: white;
			
        }
		.txt-center{
		color:red;
		float: right;
		position: relative;
		top: 40px;
		right: 270px;
		color: white;
		}
    </style>

最终基本布局预览，还算可以吧！接着就是算法设计部分啦

目前只是一个静态网页，我们还需要做以下操作：

算法部分

基本的思路应该是围绕着随机数生成，做函数模拟，实际编码时应该先写鼠标事件，由于我们这里是随机点名根据题意应该不是手动停止筛选,(从后文中的如果无故缺勤概率增加)因为我们设置1500ms停止，每100ms为一次子事件，清除所有节点元素背景颜色，控制生成0~arr.length-1的随机数,并置random随机数下标的节点块为红色，这样显得直观清楚，接着生成新随机数，来判定是否正常出勤还是无故出勤，我这里采用的是判断这个新随机数是否是上个随机数的cof倍，cof是一个待定系数，这个系数可以用简单的蒙特卡洛方法模拟一下，在取cof=0.2时，总共测试5次，每次测试100次缺勤次数仅为4-5次，符合正常上课时出勤率的实际情况,当然cof的合理取值也可以通过数学计算求得，不过这里我觉得通过模拟更加贴合实际;接着规定，无故缺勤三次即警告有挂科风险，下次必点名，对于无故缺勤下次概率上升的算法这里是设置了每个人都有一个pro[i],i对应其下标，初始值为1/arr.length,当上述程序判定无故缺勤时，每次增加exp倍，其中exp为自然常数e，那么pro[i]为

$$pro[i]=pro[i]*e^{vis[i]}$$

其中vis[i]为无故缺勤次数

最后概率计算为：

$$pro=\frac{pro[i]}{\sum_{i=0}^{arr.length}pro[i]}$$

最后每次更新一下分母就好了，复杂度虽然有点高，但毕竟是小数据，还可以接受~

var timeID, cnt = 0,random,check,tep = 0,cof=0.2,last=0,interval=0.05*arrs.length;
btn.onclick = function() {
    if (this.value == "点名") {
        timeID = setInterval(function() {
			
			if (cnt == 15) {
				
                
				for (var i = 0; i < arrs.length; i++) 
				{
					if(boxNode.children[i].style.background == 'red')
					{
						random=i;break;
					}
				}
				tep=parseInt(Math.random() * arrs.length);
				if(tep>random*cof)window.alert(arrs[random]+"  正常出勤!");
				else
				{
					
					if(last-vis[random]*interval<=random&&last+interval*vis[random]>=random&&last)
					{	
						vis[last]++;
						var ans=2*interval*vis[last]/arrs.length;
						ans=ans*100;
						if(vis[last]>=3)window.alert(arrs[random]+" 你已无故缺勤3次，给予你此门课的挂科警告!");
						else window.alert(arrs[random]+" 无故未到,下次被点名的概率增加了,当前被点中概率为"+ans+"%");
					}
					else 
					{	
						vis[random]++;
						var ans=1.0/45;
						for(var i=0;i<vis[random];i++)ans=ans*exp;
						ans=ans+(Math.random()*0.1*ans);
						ans=ans*100;
						if(vis[random]>=3)window.alert(arrs[random]+" 你已无故缺勤3次，给予你此门课的挂科警告!"+ans+"%");
						else window.alert(arrs[random]+" 无故未到,当前被点中概率为"+ans+"%");
					}
					last=random;
				}
                cnt = 0;
				
				clearInterval(timeID);
            }
			random = parseInt(Math.random() * arrs.length);
            for (var i = 0; i < arrs.length; i++) boxNode.children[i].style.background = '';  
            boxNode.children[random].style.background = 'red';
            cnt++;	
        }, 100)
    }
}

基本功能演示

三、实验总结

实现了要求的基本功能，基本掌握了html语法，利用此次随机点名系统的练习加强算法训练并上手了第一个html项目，不足在于，使用html有较大的局限性，很多数学函数无法调用，基本的数据结构不能使用，实现算法也比较简单，也并未实现真正的用户交互，后期可考虑开发导入csv格式的学生名单自动生成图形界面，来管理数据。