Сергей Соколов

Подход у вас верный, вроде бы.

Если нужно случайно выбрать одно из N событий, у каждого своя вероятность – то сложить их в одну линию от 0 до N. Взять случайное от 0 до N и посмотреть на чей отрезок попадает.

Например три события с вероятностями:

А: 30%
B: 65%
С: 5%

Отрезок получится: [0..30) [30..95) [95..100)
Взять случайное от 0 до 100 и посмотреть, куда попало.

Рандомность нельзя разнообразить, т.к. в ней каждое следующее выпадающее число
никак не зависит от того, что выпадало ранее.

Интуитивно понятно, что хочется, чтобы каждое следующее число, скорее всего, отличалось бы от предыдущего чем больше, тем лучше. Но это уже не настоящая рандомность.

Можно сымитировать такое поведение. Проще всего жёстко запретить ближе, чем, допустим, 40 от предыдущего.
Значит, из отрезка значений выпадает отрезок длиной 40 + 1 + 40 = 81
Первый вызов вернёт честно-случайное mt_rand(322, 595)
А следующий только mt_rand(322, 514)
И надо будет его скорректировать, в зависимости от предыдущего. Грубо, так:

$a = 322;
$b = 595;
$m = 40;

// первый раунд
$rnd = mt_rand($a, $b);
$prev = $rnd;
// ... что-то происходит

// второй и последующие раунды
$rnd = mt_rand($a, $b - 2 * $m - 1);
if ($rnd > $prev - $m) $rnd += 2 * $m + 1;
if ($rnd > $b) $rnd -= ($b - $a);
$prev = $rnd;
// ...

Нужна функция биективной (1:1) проекции упорядоченных чисел от 1 до N на такой же диапазон.

Самый простой пример, чтобы понятно представить идею, это зеркалирование порядка битов в числе:

0 000 -> 000 0
1 001 -> 100 4
2 010 -> 010 2
3 011 -> 110 6
4 100 -> 001 1
5 101 -> 101 5
6 110 -> 011 3
7 111 -> 111 7

Теперь, чтобы получить очередное случайное, просто берите подряд следующее.

В варианте с битовыми операциями диапазон должен бысть степенью двойки, если у вас он иной, нужна другая функция. Лишь бы она однозначно ставила в соответсвие любому целому из исходного диапазона, единственное ответное из другого, и наоборот.

Так не придётся хранить, перемешивать, генерировать случайные. Для "псевдослучайности" можно варьировать функцию. Например, не зеркалить порядок битов, а перемешивать биты как-то иначе. Каждый вариант перемешки битов создаёт новый «перемешанный массив» всех возможных значений.

Главное, это быстро вычисляется и требует минимальных ресурсов.