5.1.4. 生成自定义类型随机值

问题：

你想取得一个随机值，但随机值类型并非标量，而是自定义类型。

解决方案：

假设我们需要随机生成一个元组 (i32, bool, f64)，和一个用户定义类型为 Point 的变量。对于随即元组 (i32, bool, f64)，如同前几个小结生成标量随机值一样，可以通过 rng.gen::<(i32, bool, f64)>() 直接生成。

而对于随机生成用户定义类型 Point 的变量，则需要使用通用的随机值分布结构体。rand crate 中，定义了一个结构体 Standard，它是通用的随机值分布结构体，通常生成均匀分布的数值，并且具有与类型相适应的范围。我们已经了解，Distribution 是用于创建概率分布类型的 trait。因此，我们需要为 Standard 实现 Distribution trait，以允许随机生成。

以下实例代码引用自开源书籍项目《Cookin’ with Rust》，笔者在其基础上稍作修改。

use rand::Rng;
use rand::distributions::{Distribution, Standard};

#[derive(Debug)]
struct Point {
    x: i32,
    y: i32,
}

impl Distribution<Point> for Standard {
    fn sample<R: Rng + ?Sized>(&self, rng: &mut R) -> Point {
        let (rand_x, rand_y) = rng.gen();
        Point {
            x: rand_x,
            y: rand_y,
        }
    }
}

fn main() {
    let mut rng = rand::thread_rng();
    let rand_tuple = rng.gen::<(i32, bool, f64)>();
    let rand_point: Point = rng.gen();

    println!("  随机值元组：   {:?}", rand_tuple);
    println!("  随机值结构体： {:?}", rand_point);
}

这段代码行数虽多，但逻辑不复杂。

代码第 1，2 行，使用 use 将相关模块引入作用域。

代码第 5-8 行，自定义一个结构体类型 Point。

最主要的是代码第 10-18 行，为 Standard 实现 Distribution trait，其中 Distribution trait 的类型为结构体 Point。这样可以在 sample 方法中，直接将产生的随机值封装到结构体 Point。

构建并运行后，结果大抵如下所示。

  随机值元组：   (413049996, true, 0.19354408882040275)
  随机值结构体： Point { x: 1087377718, y: -375119726 }

注：你的运行结果值和笔者运行结果不一定相同。

讨论：

对于用户自定义类型，我们需要使用通用的随机值分布结构体 Standard，然后为结构体 Standard 实现 Distribution trait。结构体 Standard 为 rand crate 中的众多基本类型实现，也可适用于用户自定义类型。而 Distribution trait 则用于创建概率分布类型，可以用来创建泛型 T 的随机实例的类型。提供 sample_iter 方法，该方法生成一个迭代器，从分布中采样。