Lotto Simulation - Schneller machen?

MB-Tech · 4. November 2013, 20:10

Hey Leute,

habe mal wieder meine IDE ausgegraben und eine kleine Lottosimulation geschrieben. Möchte damit Menschen zeigen, wie lange es dauert 6 Richtige bzw 6 Richtige + Superzahl zu bekommen.
Realisiert ist dies mit ein paar Funktionen bzw. einer Do Loop Schleife, welche Zahlen generiert und prüft, dass diese nicht doppelt sind. Im Endeffekt wird mit jedem Durchgang der Do Loop eine
Ziehung simuliert. Jedoch möchte ich die Simulation irgendwie beschleunigen.

Alle 1,5sec schafft das Programm ca 1 Jahr an Ziehungen zu Simulieren. (52 Wochen â 2 Ziehungen).

Begrenzt die Do Loop meine CPU? Oder gibt es da Kniffe (Multithreading o.Ä.), welche mir das alles Beschleunigen.
(Ich muss ja irgendwie auf über 140 Millionen Ziehungen kommen :P)

LG

ThePlexian · 4. November 2013, 20:23

Also meine Glaskugel ist grade in der Reperatur, wie war der Code noch gleich ?

markus.obi · 4. November 2013, 20:23

MB-Tech schrieb:

Möchte damit Menschen zeigen, wie lange es dauert 6 Richtige bzw 6 Richtige + Superzahl zu bekommen.

Wenn du ihnen das wirklich beibringen willst, dann erzähl ihnen die Grundlagen der Stochastik. Ist wirklich keine hohe Mathematik. Lotto bzw. 6 aus 49 ist das anschaulicheste Beispiel für den Binomialkoeffizient n über k.
Die Wsk 6 Richtige zu haben ist 1 zu 49 über 6. (übrigens genauso wahrscheinlich wie 43 Richtige zu haben)

n über k ist n!/(k! * (n-k)!). Kann man sich auch leicht aus der Kombinatorik herleiten (Permutationen).

MB-Tech schrieb:

Realisiert ist dies mit ein paar Funktionen bzw. einer Do Loop Schleife, welche Zahlen generiert und prüft, dass diese nicht doppelt sind

Ist nicht so gut, weil du damit extra Iterationen pro gezogenen Kugel hast. Besser 1 Element aus Liste auswählen und daraus entfernen. (Zufallszahl erzeugen in range 0 bis listenlänge-1)

nafets3646 · 4. November 2013, 20:39

Do Loop läuft sequenziell auf einem einzigen Kern ab. Besser wäre es warscheinlich, für jeden Kern einen eigenen Thread zu erstellen, dessen Priority hoch zu stellen und die dann nebeneinander laufen zu lassen. Außerdem lässt sich auch sicher dein Code etwas optimieren ;).

Nikx · 4. November 2013, 20:42

-bzgl. des gelöschten Beitrags- Editiert. ~fufu

Zum Thema: Macht du das aktuell nicht bereits mit Multithreading? Ansonsten dürfte dir eigentlich die GUI einfrieren, obwohl
auch ein neuer Thread nichts ändert. Insofern man nicht markus' Methode nimmt, kann man das eventuell auf 4 Threads aufteilen,
was aber auch nicht sehr viel schneller gehen dürfte (je Thread 35 Millionen).

Grüße

SpaceyX · 4. November 2013, 20:50

Ich hab eben mal kurz probiert. Mein sehr schlampiger Coder schafft pro Sekunde ca. 500.000 Ziehungen. Also hier dürfte wohl viel Potential sein, um Optimierungen einzubringen. Zeig uns mal am besten Deinen QuellCode und dann schau ma mal.

markus.obi · 4. November 2013, 21:17

Ich biete ~20 mio/s auf 4 Kernen parallel @3.3Ghz each im ollen VB.NET (21 Zeilen code).

nafets3646 · 4. November 2013, 21:18

@markus.obi
Mit Zufallszahlen oder einfach durchiteriert?

markus.obi · 4. November 2013, 21:23

MB-Tech schrieb:

einer Do Loop Schleife, welche Zahlen generiert und prüft, dass diese nicht doppelt sind

Mit Zufallszahlen natürlich. Was meinst du mit iteriert?. Das was ich im ersten Post mit iterationen gemeint habe ist, dass ich nicht mehrmals für ein und die selbe Kugel würfle, falls sie schon mal gezogen wurde.
Ich erzeuge keine Zufallszahlen von 1-49 sondern nehme immer ein zufälliges Element aus der verbleibenden Liste (Trommel), welche ich nach jedem Zug um die gezogene Nummer kleiner mache. Das bringt nur einen marginalen Vorteil.

Man kann ja außerdem die Ziehung sofort abbrechen, wenn eine gezogene Kugel nicht in meine Tipp liste ist. (was außerdem den hab-ich-gewonnen-check? am Ende überflüssig macht)

nafets3646 · 4. November 2013, 21:25

Achso. Mit dem durchiterieren meinte ich, dass du das vielleicht über Permutation löst. Das scheint aber nicht so zu sein. Zeig doch einfach mal deinen Code, dann können hier alle dran rumwerkeln :).

markus.obi · 4. November 2013, 21:26

Viel Spass beim optimieren (ich würds ja gleich in c++ mit omp parallel machen):

VB.NET-Quellcode

Imports System.Threading.Tasks
Module Module1
Sub Main()
Dim time1 = Now
Parallel.For(0, Environment.ProcessorCount, Sub(i)
Dim basislist As New List(Of Integer)
For z = 1 To 49
basislist.Add(z)
Next
Dim gewinnliste As New List(Of Integer) From {1, 2, 3, 4, 5, 42}
Dim r As New Random(System.DateTime.Now.Millisecond + i)
For ziehung = 1 To 20000000
Dim ziehlist As New List(Of Integer)(basislist)
Dim gewonnen = True
For n = 1 To 6
Dim kindex = r.Next(0, 49 - n)
If Not gewinnliste.Contains(ziehlist.Item(kindex)) Then
gewonnen = False
Exit For
End If
ziehlist.RemoveAt(kindex)
Next
If gewonnen Then Console.WriteLine("gewonnen")
Next
End Sub)
Console.WriteLine("elasped time: " & (Now - time1).TotalMilliseconds & " ms")
Console.ReadKey()
End Sub
End Module

€: Off by One Fehler korrigiert, Abhängigkeit von Environment.ProcessorCount eingefügt

nafets3646 · 4. November 2013, 21:29

Ok, das sieht wirklich nicht schlecht aus. Da lässt sich aber sicher noch einiges optimieren. Ich schaus mir morgen mal genauer an.

MB-Tech · 4. November 2013, 21:37

Gut, ich poste mal hier meinen Code (Nach über 3 Jahren VB Pause ;))

Ist vielleicht teilweise ein wenig abstrakt. Bin halt schon lange raus. :rolleyes:

VB.NET-Quellcode

Option Strict On
Public Class MainForm
Dim gestoppt As Boolean
Private Sub bt_start_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles bt_start.Click
If PrüfeFelder() = False Then
MsgBox("Fehler! (Die Eingaben sind nicht korrekt)")
Exit Sub
End If
gestoppt = False
bt_start.Enabled = False
bt_stop.Enabled = True
bt_zufall.Enabled = False
tb_zahl1.Enabled = False
tb_zahl2.Enabled = False
tb_zahl3.Enabled = False
tb_zahl4.Enabled = False
tb_zahl5.Enabled = False
tb_zahl6.Enabled = False
tb_superzahl.Enabled = False
Dim ziehungen As Integer = 0
Dim neuezahlen(5), aktuellezahlen(5) As Integer
Dim neuesuperzahl As Integer = 0
Dim aktuellesuperzahl As Integer = 0
'Loop
Do
If gestoppt = True Then
Exit Do
End If
'Anzeige aktualiseren
ziehungen += 1
lb_ziehungen.Text = "Ziehungen: " & ziehungen
lb_wochen.Text = "Spielzeit: " & CInt(ziehungen / 2) & " Wochen (" & CInt(ziehungen / 2 / 52) & "Jahre)"
'Ziehungszahlen generieren / Aktuelle Zahlen holen und vergleichen ob richtig
ZieheZahlen(neuezahlen, neuesuperzahl)
HoleAktuelleZahlen(aktuellezahlen, aktuellesuperzahl)
tb_z1.Text = CStr(neuezahlen(0))
tb_z2.Text = CStr(neuezahlen(1))
tb_z3.Text = CStr(neuezahlen(2))
tb_z4.Text = CStr(neuezahlen(3))
tb_z5.Text = CStr(neuezahlen(4))
tb_z6.Text = CStr(neuezahlen(5))
tb_sz.Text = CStr(neuesuperzahl)
If CheckArray(neuezahlen, aktuellezahlen) = True And neuesuperzahl = aktuellesuperzahl Then
'Jackpot
Me.BackColor = Color.Lime
bt_stop.Enabled = False
bt_start.Enabled = False
bt_zufall.Enabled = False
MsgBox("Sie haben den Jackpot gewonnen!!!")
Exit Sub
ElseIf CheckArray(neuezahlen, aktuellezahlen) = True Then
Me.BackColor = Color.Lime
bt_stop.Enabled = False
bt_start.Enabled = False
bt_zufall.Enabled = False
MsgBox("Sie haben den Jackpot ohne Superzahl gewonnen!")
Exit Sub
End If
Loop
End Sub
Private Sub bt_stop_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles bt_stop.Click
gestoppt = True
bt_start.Enabled = True
bt_stop.Enabled = False
tb_zahl1.Enabled = True
tb_zahl2.Enabled = True
tb_zahl3.Enabled = True
tb_zahl4.Enabled = True
tb_zahl5.Enabled = True
tb_zahl6.Enabled = True
tb_superzahl.Enabled = True
bt_zufall.Enabled = True
End Sub
'Funktionen
'Prüft die Felder auf korrekte Eingaben
Private Function PrüfeFelder() As Boolean
Dim tbarray(6) As TextBox
tbarray(0) = tb_zahl1
tbarray(1) = tb_zahl2
tbarray(2) = tb_zahl3
tbarray(3) = tb_zahl4
tbarray(4) = tb_zahl5
tbarray(5) = tb_zahl6
tbarray(6) = tb_superzahl
For i As Integer = 0 To 5
If tbarray(i).Text = "" Then
Return False
End If
If IsNumeric(tbarray(i).Text) = True Then
If CInt(tbarray(i).Text) < 1 Or CInt(tbarray(i).Text) > 49 Then
Return False
End If
Else
Return False
End If
Next
If tbarray(6).Text = "" Then
Return False
End If
If IsNumeric(tbarray(6).Text) = True Then
If CInt(tbarray(6).Text) < 0 Or CInt(tbarray(6).Text) > 9 Then
Return False
End If
Else
Return False
End If
Dim tbintarray(5) As Integer
tbintarray(0) = CInt(tb_zahl1.Text)
tbintarray(1) = CInt(tb_zahl2.Text)
tbintarray(2) = CInt(tb_zahl3.Text)
tbintarray(3) = CInt(tb_zahl4.Text)
tbintarray(4) = CInt(tb_zahl5.Text)
tbintarray(5) = CInt(tb_zahl6.Text)
If tbintarray.Length > tbintarray.Distinct().Count() Then
Return False
End If
Return True
End Function
'Simuliert eine Ziehung
Private Sub ZieheZahlen(ByRef Zahlen() As Integer, ByRef SuperZahl As Integer)
Application.DoEvents()
Randomize()
Dim ziehungsarray(5) As Integer
Dim superz As Integer = CInt(Int((10 * Rnd()) + 0))
Dim z As Integer
For i As Integer = 0 To 5
Do
z = CInt(Int((49 * Rnd()) + 1))
If Not ziehungsarray.Contains(z) Then
ziehungsarray(i) = z
Exit Do
End If
Loop
Next
Array.Sort(ziehungsarray)
Zahlen = ziehungsarray
SuperZahl = superz
End Sub
'Holt die aktuellen Zahlen aus den Textboxen
Private Sub HoleAktuelleZahlen(ByRef Zahlen() As Integer, ByRef SuperZahl As Integer)
Dim z(5) As Integer
z(0) = (CInt(tb_zahl1.Text))
z(1) = (CInt(tb_zahl2.Text))
z(2) = (CInt(tb_zahl3.Text))
z(3) = (CInt(tb_zahl4.Text))
z(4) = (CInt(tb_zahl5.Text))
z(5) = (CInt(tb_zahl6.Text))
SuperZahl = CInt(tb_superzahl.Text)
Array.Sort(z)
Zahlen = z
End Sub
'Prüft zwei Arrays
Public Function CheckArray(ByVal arr1 As Integer(), ByVal arr2 As Integer()) As Boolean
Dim b As Boolean = False
If arr1.Length() = arr2.Length() Then
b = True
For c As Integer = 0 To arr1.Length() - 1
b = b And arr1(c).Equals(arr2(c))
Next
End If
Return b
End Function
'Ausgabe
Public Sub Ausgabe(ByVal zahlen() As Integer, ByVal superzahl As Integer)
Dim tmpstr As String = ""
For i As Integer = 0 To 5
tmpstr &= zahlen(i).ToString & ", "
Next
MsgBox("Jackpot!" & vbNewLine & vbNewLine & "Die Zahlen lauten:")
End Sub
Private Sub bt_zufall_Click(ByVal sender As System.Object, ByVal e As System.EventArgs) Handles bt_zufall.Click
Dim neuezahlen(5) As Integer
Dim neuesuperzahl As Integer
ZieheZahlen(neuezahlen, neuesuperzahl)
tb_zahl1.Text = CStr(neuezahlen(0))
tb_zahl2.Text = CStr(neuezahlen(1))
tb_zahl3.Text = CStr(neuezahlen(2))
tb_zahl4.Text = CStr(neuezahlen(3))
tb_zahl5.Text = CStr(neuezahlen(4))
tb_zahl6.Text = CStr(neuezahlen(5))
tb_superzahl.Text = CStr(neuesuperzahl)
End Sub
End Class

ThePlexian · 4. November 2013, 22:33

MB-Tech schrieb:

VB.NET-Quellcode

If arr1.Length() = arr2.Length() Then

b = True

For c As Integer = 0 To arr1.Length() - 1

b = b And arr1(c).Equals(arr2(c))

Next

End If

Das sieht nicht so super aus...
Wenn b schon False ist und arr1(c) ungleich arr2(c), dann wird b ja wieder true...

EDIT: Zu spät für mein Gehirn -.-

affrop · 5. November 2013, 09:55

ich hab mir auch mal den spaß gemacht und ein lotto-spiel geschrieben. einfach 7 zufallszahlen geniert und miteinander verglichen. und dann das ganze als loop until in nem backgroundworker lauifen lassen.
zur zeiterfassung bis meine getippten zahlen gezogen wurden habe ich einfach nen timer ticken lassen und in einem label die sek., min, std erfasst und die anzahl an ziehungen. lief super. die maxcimale wartezeit waren etwa so 5 bis 10 minuten. jenach tipp.

MB-Tech · 5. November 2013, 11:36

affrop schrieb:

ich hab mir auch mal den spaß gemacht und ein lotto-spiel geschrieben. einfach 7 zufallszahlen geniert und miteinander verglichen. und dann das ganze als loop until in nem backgroundworker lauifen lassen.
zur zeiterfassung bis meine getippten zahlen gezogen wurden habe ich einfach nen timer ticken lassen und in einem label die sek., min, std erfasst und die anzahl an ziehungen. lief super. die maxcimale wartezeit waren etwa so 5 bis 10 minuten. jenach tipp.

Ok, kontrolliert dein Code auch auf Einzigartigkeit Zahlen, also nicht, dass du sowas hast wie 11 11 21 36 36 19 4

Habe mal bei mir die "Arbeit" des Codes in einen BGW gepackt -> Er ist nur halb so schnell...

LG

affrop · 5. November 2013, 12:28

ja na klar, kontrolliert der auf einziogartigkeit. wenn er die zweite zufallszahl generiert und die gleich der ersten ist, dann wird eine neue generiert usw.

MB-Tech · 5. November 2013, 13:06

affrop schrieb:

ja na klar, kontrolliert der auf einziogartigkeit. wenn er die zweite zufallszahl generiert und die gleich der ersten ist, dann wird eine neue generiert usw.

Und wenn er schon 3 hat z.b. 11 22 33 und dann die neue Rnd Zahl 11 ist, prüft er auch ALLE vorherigen?

affrop · 5. November 2013, 15:29

selbstverständlich sonst wäre es ja käse, wenn er bei ner lotto-ziehung 6 mal die selbe zahl zieht.

MB-Tech · 5. November 2013, 15:46

Okay. Also wieviele Ziehungen schaffst du pro Sekunde?

Habe jetzt mal eine reine Konsolenanwendung geschrieben, welche erstmal nur Zahlen generiert, aber noch nicht mit den eingegeben vergleicht. Selbst hier dauert 1 Million Ziehungen ziemlich lange...

Gerade mit 1Mio durch. Sehe gerade, dass doch öfters gleiche Zahlen in einer Ziehung sind...?

VB.NET-Quellcode

Module Module1
Sub Main()
'Console einstellen
Console.BackgroundColor = ConsoleColor.DarkBlue
Console.ForegroundColor = ConsoleColor.White
Console.SetWindowSize(55, 40)
Console.Clear()
'Einstellungen
Dim LottoZahlen() As Integer = {6, 21, 34, 38, 43, 49}
Dim SuperZahl As Integer = 5
Dim AnzahlDerZiehungen As UInteger = 1000000 '1 Million
'Begrüßung
Console.WriteLine("### Lotto Simulation ###")
Console.WriteLine("")
Console.WriteLine("Dieses Programm simuliert eine im Programmcode")
Console.WriteLine("voreingestellte Anzahl an Ziehungen. Die Lottozahlen")
Console.WriteLine("sowie die Superzahl sind ebenso vorweg festgelegt.")
Console.WriteLine("")
Console.WriteLine("Die voreingestellten Daten lauten:")
Console.WriteLine("")
Console.WriteLine("Anzahl der Ziehungen: " & AnzahlDerZiehungen.ToString)
Console.Write("6aus49: ")
For i As Integer = 0 To 5
If i < 5 Then
Console.Write(LottoZahlen(i).ToString & ", ")
Else
Console.Write(LottoZahlen(i).ToString & vbNewLine)
End If
Next
Console.WriteLine("Superzahl: " & SuperZahl.ToString)
Console.WriteLine("")
Console.WriteLine("")
Console.WriteLine("Um die Simulation zu starten, betätigen Sie bitte")
Console.WriteLine("eine x-belibiege Taste auf Ihrer Tastatur!")
Console.WriteLine("")
Console.ReadLine()
Console.Clear()
'Variablen
Dim GenerierteLottoZahlen(5) As Integer
Dim GenerierteSuperZahl As Integer
Dim ZufallsGenerator As New Random
Dim ZufallsZahl As Integer
'Lottozahlen sortieren
Array.Sort(LottoZahlen)
'Ziehungen
For ZiehungsNummer As UInteger = 1 To AnzahlDerZiehungen
'Zufällige Lottozahlen 6aus49 generieren (Zahlenbereich 1-49)
For i As Integer = 0 To 5
Do
ZufallsZahl = ZufallsGenerator.Next(1, 50)
GenerierteLottoZahlen(i) = ZufallsZahl
Loop While GenerierteLottoZahlen.Contains(ZufallsZahl) = False
Next
'Zufällige Superzahl 1aus9 generieren (Zahlenbereich 0-9)
GenerierteSuperZahl = ZufallsGenerator.Next(0, 10)
'Ausgabe der Ziehung
AusgabeDerZiehung(GenerierteLottoZahlen, GenerierteSuperZahl, ZiehungsNummer)
Next ZiehungsNummer
Console.ReadLine()
End Sub
Private Sub AusgabeDerZiehung(ByVal LottoZahlen() As Integer, ByVal SuperZahl As Integer, ByVal ZiehungsNummer As UInteger)
'Lottozahlen sortieren
Array.Sort(LottoZahlen)
'Ausgabe der Ziehungsnummer
Console.WriteLine("### Ziehung Nr. " & ZiehungsNummer.ToString & " ###")
'Ausgabe der Zahlen 6aus49
Console.Write("6aus49: ")
For i As Integer = 0 To 5
If i < 5 Then
Console.Write(LottoZahlen(i).ToString & ", ")
Else
Console.Write(LottoZahlen(i).ToString & vbNewLine)
End If
Next
'Ausgabe der Superzahl
Console.WriteLine("Superzahl: " & SuperZahl.ToString)
'Ziehungsblock Ende
Console.WriteLine("")
Console.WriteLine("")
End Sub
End Module

Lotto Simulation - Schneller machen?

Lotto Simulation - Schneller machen?

MB-Tech schrieb:

MB-Tech schrieb:

MB-Tech schrieb:

VB.NET-Quellcode

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MB-Tech schrieb:

VB.NET-Quellcode

affrop schrieb:

affrop schrieb:

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