Генерация случайных чисел является фундаментальным требованием во многих задачах программирования, будь то генерация случайных значений для моделирования, игр или криптографических приложений. Rust, будучи языком системного программирования, предоставляет несколько методов и библиотек для эффективной и безопасной генерации случайных чисел. В этой статье мы рассмотрим различные методы и примеры кода для генерации случайных чисел в Rust.

Метод 1: использование контейнера rand
Крейт rand— популярный выбор для генерации случайных чисел в Rust. Он предоставляет широкий спектр генераторов случайных чисел и утилит. Чтобы использовать его, добавьте в файл Cargo.tomlследующую строку:

[dependencies]
rand = "0.8"

Вот пример генерации случайного целого числа в определенном диапазоне с помощью функции thread_rng:

use rand::Rng;
fn main() {
    let mut rng = rand::thread_rng();
    let random_number = rng.gen_range(1..=100);
    println!("Random number: {}", random_number);
}

Метод 2: использование модуля rand::distributions
Модуль rand::distributionsпредоставляет дополнительные функции для генерации случайных значений в соответствии с конкретными распределениями. Вот пример генерации случайного числа с плавающей запятой от 0 до 1:

use rand::distributions::{Distribution, Uniform};
fn main() {
    let mut rng = rand::thread_rng();
    let uniform = Uniform::new(0.0, 1.0);
    let random_number = uniform.sample(&mut rng);
    println!("Random number: {}", random_number);
}

Метод 3: использование модуля rand::seq
Модуль rand::seqпозволяет генерировать случайные перестановки или перетасовывать существующие данные. Вот пример перетасовки вектора:

use rand::seq::SliceRandom;
fn main() {
    let mut rng = rand::thread_rng();
    let mut numbers = vec![1, 2, 3, 4, 5];
    numbers.shuffle(&mut rng);
    println!("Shuffled numbers: {:?}", numbers);
}

Метод 4: использование контейнера rand_pcg
Ящик rand_pcgобеспечивает реализацию алгоритма Permuted Congruential Generator (PCG), который представляет собой высококачественную случайную генератор чисел. Чтобы использовать его, добавьте в файл Cargo.tomlследующую строку:

[dependencies]
rand_pcg = "0.2"

Вот пример генерации случайных чисел с помощью PCG:

use rand_pcg::Pcg64;
fn main() {
    let mut rng = Pcg64::seed_from_u64(42);
    let random_number = rng.gen_range(1..=100);
    println!("Random number: {}", random_number);
}

В этой статье мы рассмотрели различные методы генерации случайных чисел в Rust. Мы рассмотрели использование крейта rand, включая генерацию случайных целых чисел и чисел с плавающей запятой. Мы также рассмотрели модуль rand::distributionsдля генерации значений в соответствии с конкретными распределениями и модуль rand::seqдля перетасовки данных. Кроме того, мы представили крейт rand_pcg, который предоставляет алгоритм PCG для высококачественной генерации случайных чисел. Используя эти методы, разработчики Rust могут легко включить генерацию случайных чисел в свои приложения.