乱数をもちいた確率問題

[siosio]

「１等、２等、３等と書いているボールがそれぞ３個あります。これらから無作為に２個とりだし、２個とも１等である確率を求める。」

という問題を乱数をもちいてプログラムしなさいといわれました。乱数の発生はできるのですが、確率の部分ができません。どなたか教えてもらえないでしょうか？

[h2so5]

確率を求める方法が分からないのか、
プログラムにする方法がわからないのかどちらでしょうか？

[siosio]

どちらもです！

[h2so5]

じゃあまず乱数を発生させるだけで良いのでそのプログラムを書いてください。
そして、この問題を解くときにどのような範囲の乱数を発生させればよいか考えてみてください。

[バグ]

>>「１等、２等、３等と書いているボールがそれぞ３個あります。これらから無作為に２個とりだし、２個とも１等である確率を求める。」


１等、１等、１等、２等、２等、２等、３等、３等、３等

最初の状態は、上記のような状態で９個のボールがあるわけですね。
まず、ここから無作為に１個取り出した時に１等が出る確率は３／９、つまり１／３です。


１等、１等、２等、２等、２等、３等、３等、３等

残りはこの８個のボールです。
ここから同じように無作為に１個取り出した時に１等が出る確率は２／８、つまり１／４です。

ですから、２個とも１等が出る確率は、１／３　×　１／４　＝　１／１２となります。
これをプログラムで表現するにあたって、分からないのはどこになりますか？

[さかまき]

>乱数をもちいてプログラムしなさい

という所でしょうね。
確率１／３で１等を出すルーチンと確率１／４で１等を出すルーチンを作って
両方から１等が出る回数をカウントして総回数で割れば答えが出ると思います。

直接、確率１／１２の乱数プログラムを作っても仕様は満たすか？

[bitter_fox]

という問題を乱数をもちいてプログラムしなさいといわれました。乱数の発生はできるのですが、確率の部分ができません。どなたか教えてもらえないでしょうか？

言語がよく分からなかったのでJava(8)で

「１等、２等、３等と書いているボールがそれぞ３個あります。これらから無作為に２個とりだし、２個とも１等である確率を求める。」

をやってみました。参考にしてください。

コード:

/**
  * いわゆるボール
  */
public enum Ball
{
	FIRST, SECOND, THIRD;
}

コード:

/**
  * いわゆる判定するやつ
  */
public interface Judger<T>
{
	boolean judge(T t);
}

コード:

/**
  * いわゆるやってみるというやつ
  */
public interface Trial<T>
{
	boolean trial(T t);
}

コード:

import java.util.*;

/**
  * いわゆるランダムな試行
  */
public abstract class RandamableTrial<T> implements Trial<T>
{
	private Random random = this.createRandom();

	protected Random createRandom()
	{
		return new Random();
	}

	protected Random getRandom()
	{
		return random;
	}
}

コード:

import java.util.*;

/**
  * いわゆる取り出してみるというやつ
  */
public class PickOutTrial<T> extends RandamableTrial<List<T>>
{
	private boolean reverse;
	private int pickOutCount;
	private Judger<List<T>> judger;

	public PickOutTrial(int pickOutCount, boolean reverse, Judger<List<T>> judger)
	{
		this.pickOutCount = pickOutCount;
		this.reverse = reverse;
		this.judger = judger;
	}

	public boolean trial(List<T> source)
	{
		Objects.requireNonNull(source);

		List<T> list = new ArrayList<>(source);

		if ((!reverse && pickOutCount > list.size()) || list.isEmpty())
		{
			throw new IllegalArgumentException();
		}

		List<T> pickedOutList = new ArrayList<T>();
		for (int i = 0; i < pickOutCount; i++)
		{
			int index = this.getRandom().nextInt(list.size());

			pickedOutList.add(list.get(index));

			if (!reverse)
			{
				list.remove(index);
			}
		}

		return judger.judge(pickedOutList);
	}
}

コード:

import java.util.*;

/**
  * いわゆる確率
  */
public class Probability<T>
{
	private List<T> source;
	private int samplingCount;
	private Trial<List<T>> trial;

	public Probability(List<T> source, int samplingCount, Trial<List<T>> trial)
	{
		this.source = Collections.unmodifiableList(source);
		this.samplingCount = samplingCount;
		this.trial = trial;
	}

	public double probability()
	{
		int succeed = 0;

		for (int i = 0; i < samplingCount; i++)
		{
			if (trial.trial(source))
			{
				succeed++;
			}
		}

		return succeed / (double)samplingCount;
	}
}

コード:

import java.util.*;

public class Main
{
	private static final int SAMPLING_COUNT = 10000;
	private static final int TEST_COUNT = 10;

	public static void main(String[] args)
	{
		List<Ball> list = new ArrayList<Ball>()
		{
			{
				Ball[] balls = Ball.values();
				for (int i = 0; i < 3; i++)
				{
					this.addAll(Arrays.asList(balls));
				}
			}
		};
		Trial<List<Ball>> trial = new PickOutTrial<Ball>(2, false, l -> l.allMatch(Ball.FIRST#equals));
		Probability<Ball> p = new Probability<>(list, SAMPLING_COUNT, trial);

		double sum = 0;
		for (int i = 0; i < TEST_COUNT; i++)
		{
			double probability = p.probability();
			System.out.println(probability);
			sum += probability;
		}
		System.out.println();
		System.out.println(sum / TEST_COUNT);
	}
}

[hr]
[変更]取り出すやつの名前を変更。
[変更]Trial#trialがRandomを取らないように。RandomableTrialを導入。