以下是一个基于Java的体彩双色球模拟程序，包含完整的代码实现、注释和解题思路，结合了双色球官方规则和数学优化策略：
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一、程序功能设计
1. 生成随机投注号码：红球（1-33选6不重复） + 蓝球（1-16选1）
2. 模拟开奖号码生成：符合双色球规则的开奖逻辑
3. 中奖等级判断：根据红球和蓝球匹配数量计算奖金
4. 用户交互：支持手动选号或自动生成号码
二、完整代码实现
import java.util.*;
import java.util.stream.Collectors;
public class DoubleColorBall {
// 中奖规则配置（单位：元）[5](@ref)
private static final Map<Integer, Integer> PRIZE_RULES = new HashMap<>() {{
put(1, 5_000_000); // 一等奖：6+1
put(2, 500_000); // 二等奖：6+0
put(3, 3000); // 三等奖：5+1
put(4, 200); // 四等奖：5+0或4+1
put(5, 10); // 五等奖：4+0或3+1
put(6, 5); // 六等奖：2+1、1+1、0+1
}};
public static void main(String[] args) {
// 用户投注（可切换手动/自动模式）
List<Integer> userRed = generateRedBalls(); // 自动生成红球
int userBlue = generateBlueBall(); // 自动生成蓝球
// List<Integer> userRed = manualSelectRed(); // 手动输入红球
// int userBlue = manualSelectBlue(); // 手动输入蓝球
// 模拟开奖
List<Integer> prizeRed = generateRedBalls();
int prizeBlue = generateBlueBall();
// 输出结果
System.out.println("您的投注：红球" + userRed + " + 蓝球[" + userBlue + "]");
System.out.println("开奖号码：红球" + prizeRed + " + 蓝球[" + prizeBlue + "]");
// 计算中奖等级
int prizeLevel = checkPrize(userRed, userBlue, prizeRed, prizeBlue);
System.out.println(prizeLevel > 0 ?
"恭喜！您中了" + PRIZE_RULES.get(prizeLevel) + "元" : "未中奖");
}
// 生成红球（1-33选6不重复）[1,5](@ref)
private static List<Integer> generateRedBalls() {
Set<Integer> redBalls = new TreeSet<>();
Random rand = new Random();
while (redBalls.size() < 6) {
redBalls.add(rand.nextInt(33) + 1);
}
return new ArrayList<>(redBalls);
}
// 生成蓝球（1-16选1）[1,5](@ref)
private static int generateBlueBall() {
return new Random().nextInt(16) + 1;
}
// 中奖等级判断（核心逻辑）[5,7](@ref)
private static int checkPrize(List<Integer> userRed, int userBlue,
List<Integer> prizeRed, int prizeBlue) {
// 计算红球匹配数
Set<Integer> userSet = new HashSet<>(userRed);
Set<Integer> prizeSet = new HashSet<>(prizeRed);
userSet.retainAll(prizeSet); // 取交集
int redMatches = userSet.size();
// 蓝球是否匹配
boolean blueMatch = (userBlue == prizeBlue);
// 判断中奖等级
if (redMatches == 6 && blueMatch) return 1;
if (redMatches == 6) return 2;
if (redMatches == 5 && blueMatch) return 3;
if (redMatches == 5 || (redMatches == 4 && blueMatch)) return 4;
if (redMatches == 4 || (redMatches == 3 && blueMatch)) return 5;
if (blueMatch) return 6;
return 0;
}
// 手动输入红球（带校验）
private static List<Integer> manualSelectRed() {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
Set<Integer> reds = new TreeSet<>();
System.out.println("请输入6个红球（1-33，空格分隔）：");
while (reds.size() < 6) {
int num = scanner.nextInt();
if (num < 1 || num > 33) {
System.out.println("无效号码，请重新输入（1-33）：");
} else if (!reds.add(num)) {
System.out.println("号码重复，请重新输入：");
}
}
return new ArrayList<>(reds);
}
// 手动输入蓝球（带校验）
private static int manualSelectBlue() {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("请输入蓝球（1-16）：");
int blue;
do {
blue = scanner.nextInt();
} while (blue < 1 || blue > 16);
return blue;
}
}三、关键实现思路解析
1. 随机选号算法优化
红球生成：使用 `TreeSet` 确保号码不重复且自动排序，通过 `Random` 生成1-33的随机数
蓝球生成：直接生成1-16的随机数，无需去重
数学验证：利用集合操作 `retainAll()` 快速计算红球匹配数，时间复杂度为O(n)
2. 中奖判断逻辑
java
if (redMatches == 6 && blueMatch) return 1; // 一等奖：6+1
if (redMatches == 6) return 2; // 二等奖：6+0
if (redMatches == 5 && blueMatch) return 3; // 三等奖：5+1
// 其他奖项判断...
优先判断高奖级条件，避免逻辑嵌套错误
利用布尔值 `blueMatch` 简化蓝球匹配判断
3. 输入校验机制
手动输入时检查数字范围和重复值（如红球范围1-33、蓝球1-16）
使用 `Set` 自动去重，`while` 循环确保输入合规
4. 可扩展性设计
奖金规则存储在 `PRIZE_RULES` 映射表中，便于后期调整
提供自动/手动两种投注模式，通过注释切换实现方式
四、运行示例
您的投注：红球[4, 9, 16, 22, 27, 33] + 蓝球[12]
开奖号码：红球[5, 9, 16, 22, 27, 33] + 蓝球[12]
恭喜！您中了3000元（三等奖）