「ランダム出題」を作り込む：偏りを抑える乱数

手順1：素のランダムの「連続率」を計算で見積もる

実装の前に、直したい現象を数字で捉えておきます。問題数をNとすると、素のランダムで直前と同じ問題が出る確率は1/Nです。

• 問題数が5なら20%です。
• 問題数が10なら10%です。
• 問題数が3なら約33%で、3回に1回は連続します。

問題数が少ないゲームほど「同じ出題が続く」体験が目立ちます。自作ゲームの問題数Nと、1回のプレイで出す問題数を書き出し、(出題数−1)÷N が「1プレイで連続が起きる回数の期待値」だと把握してください。この値が1を超えるなら、対策する価値が高いと判断できます。

手順2：シャッフル袋を作る

次に、袋の仕組みを作ります。要点は2つです。

1. 袋が空のときだけ、全問題を複製してシャッフルして詰め直します。
2. 出題は袋の末尾からpop()で1つ取り出します。

シャッフルには、Fisher-Yates法（末尾から順に、自分より前のランダムな位置と入れ替える方法）を使います。sort(() => Math.random() - 0.5)で並べ替える書き方は、結果に偏りが出ることが知られているので避けてください。

手順3：入れ直しの境目を守る

袋の仕組みだけでは、まだ穴があります。袋の中は重複しないので、袋の途中で連続は起きません。ただし、前の袋の最後に出た問題が、次の袋の最初に来ると連続します。そのため、詰め直した直後に「取り出し口（末尾）が直前の問題と同じか」を確かめ、同じなら別の位置の要素と入れ替えます。

手順2と3をまとめたコードが次のとおりです。問題の文字列は自作のものに置き換えてください。問題はすべて互いに異なる前提です。

<!doctype html>
<meta charset="utf-8">
<button id="next">次の問題</button>
<p id="out"></p>
<script>
const items = ["りんご", "みかん", "ぶどう", "もも", "なし"];
let bag = [], last = null;

function shuffle(a) {
  for (let i = a.length - 1; i > 0; i--) {
    const j = Math.floor(Math.random() * (i + 1));
    [a[i], a[j]] = [a[j], a[i]];
  }
  return a;
}
function refill() {
  bag = shuffle(items.slice());
  const end = bag.length - 1;
  if (end > 0 && bag[end] === last) {
    const k = Math.floor(Math.random() * end);
    [bag[k], bag[end]] = [bag[end], bag[k]];
  }
}
function draw() {
  if (bag.length === 0) refill();
  last = bag.pop();
  return last;
}
function naive() {
  return items[Math.floor(Math.random() * items.length)];
}
function countRepeats(fn, n) {
  let c = 0, prev = null;
  for (let i = 0; i < n; i++) {
    const v = fn();
    if (v === prev) c++;
    prev = v;
  }
  return c;
}
document.getElementById("next").onclick = () => {
  document.getElementById("out").textContent = draw();
};
console.log(countRepeats(naive, 1000), countRepeats(draw, 1000));
</script>

手順4：自分で数えて確かめる

ファイルをブラウザで開き、開発者ツールのコンソールを見てください。最終行が、素のランダム（左）と袋方式（右）の「連続回数」を1000回の出題で数えて表示します。確認は次のように進めます。

1. ページを再読み込みして、同じ計測を5回ほど繰り返し、左右の数字をそれぞれ控えます。
2. 左の値が、理屈どおり1000回の約5分の1（200前後）に近いかを見ます。大きく外れるなら、itemsに同じ文字列が重複していないか確認します。
3. 右の値が0かどうかを見ます。袋の途中でも境目でも連続しない設計なので、0以外なら実装の誤りです。入れ替えの条件式とpop()の位置を疑ってください。
4. itemsの数を2、3、10と変えて、同じ計測をしてみます。問題数が少ないほど、左の連続回数が増えることを自分の目で確認できます。

なお、計測用のdrawは袋の状態を共有しています。ボタンを押して遊んだ後に計測すると、続きの状態から数え始めます。厳密に比べたいときは、再読み込み直後に測ってください。

手順5：袋方式の弱点と、使い分けの判断基準

袋方式は、連続を防ぐ代わりに「予測しやすさ」を生みます。5問の袋なら、4問目を終えた時点で、残りの1問が何かを覚えている人には読めてしまいます。何度も遊ばれるゲームでは、次の判断で調整します。

• 問題数が少なく、全問を均等に見せたい、向く方法：袋方式（そのまま）
• 先読みされたくない、向く方法：袋を2セット分（各問題2枚）にして混ぜ、隣り合う同一問題だけ入れ替えて避ける
• 問題数が多い（数十以上）、向く方法：直近のK問を履歴に覚え、その中にないものから素のランダムで選ぶ
• 苦手な問題を多めに出したい、向く方法：間違えた問題の重みを上げる（ただし直前と同じは除外する）

履歴方式を使うときは、Kを問題数より小さくしてください。Kが問題数以上だと、選べる候補が空になって止まります。Kは「問題数の半分以下」を目安に始め、遊んで調整するのが安全です。

もう一点、状態の持ち越しにも注意が必要です。袋の中身とlastは、画面を閉じると消えます。アソバースにアップロードした作品内のlocalStorageは一時メモリーの互換処理で、永続の保存先にはなりません。毎回の起動で袋を作り直して問題がない作りにするのが、基本の考え方です。進行を次回に引き継ぎたい場合は、作品ごとにJSON 128KiBまで使えるクラウドセーブを、現在の案内で確認したうえで検討してください。

起こりやすい誤り

• 同じ問題がitemsに重複していると、袋の中で連続が起きます。問題の重複チェックを先に済ませてください。
• 問題数が1だと、境目の入れ替え先がありません。コードではend > 0で防いでいますが、そもそも1問のゲームでは出題の工夫は不要です。
• 問題を途中で追加・削除する場合、袋の中身が古いままになります。変更したらbag = []で空にしてから使ってください。
• 乱数の検証では、見た目の印象でなく回数で確かめます。「最近同じ問題ばかり」という感覚は、偏りがなくても生まれやすいからです。

次の行動

自作ゲームの出題部分をdraw()に置き換え、手順4の計測を問題数を変えて実行し、連続回数を紙に控えてください。そのうえで、袋の中が読まれやすいか、苦手問題を重くしたいかを遊びながら判断し、上の表から次の方式を一つ選んで試してください。完成したゲームは、アソバースの投稿画面から公開できます。