Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 


Quelle  other.rs   Sprache: unbekannt

 
// Copyright 2018 Developers of the Rand project.
//
// Licensed under the Apache License, Version 2.0 <LICENSE-APACHE or
// https://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0> or the MIT license
// <LICENSE-MIT or https://opensource.org/licenses/MIT>, at your
// option. This file may not be copied, modified, or distributed
// except according to those terms.

//! The implementations of the `Standard` distribution for other built-in types.

use core::char;
use core::num::Wrapping;
#[cfg(feature = "alloc")]
use alloc::string::String;

use crate::distributions::{Distribution, Standard, Uniform};
#[cfg(feature = "alloc")]
use crate::distributions::DistString;
use crate::Rng;

#[cfg(feature = "serde1")]
use serde::{Serialize, Deserialize};
#[cfg(feature = "min_const_gen")]
use core::mem::{self, MaybeUninit};


// ----- Sampling distributions -----

/// Sample a `u8`, uniformly distributed over ASCII letters and numbers:
/// a-z, A-Z and 0-9.
///
/// # Example
///
/// ```
/// use rand::{Rng, thread_rng};
/// use rand::distributions::Alphanumeric;
///
/// let mut rng = thread_rng();
/// let chars: String = (0..7).map(|_| rng.sample(Alphanumeric) as char).collect();
/// println!("Random chars: {}", chars);
/// ```
///
/// The [`DistString`] trait provides an easier method of generating
/// a random `String`, and offers more efficient allocation:
/// ```
/// use rand::distributions::{Alphanumeric, DistString};
/// let string = Alphanumeric.sample_string(&mut rand::thread_rng(), 16);
/// println!("Random string: {}", string);
/// ```
///
/// # Passwords
///
/// Users sometimes ask whether it is safe to use a string of random characters
/// as a password. In principle, all RNGs in Rand implementing `CryptoRng` are
/// suitable as a source of randomness for generating passwords (if they are
/// properly seeded), but it is more conservative to only use randomness
/// directly from the operating system via the `getrandom` crate, or the
/// corresponding bindings of a crypto library.
///
/// When generating passwords or keys, it is important to consider the threat
/// model and in some cases the memorability of the password. This is out of
/// scope of the Rand project, and therefore we defer to the following
/// references:
///
/// - [Wikipedia article on Password Strength](https://en.wikipedia.org/wiki/Password_strength)
/// - [Diceware for generating memorable passwords](https://en.wikipedia.org/wiki/Diceware)
#[derive(Debug, Clone, Copy)]
#[cfg_attr(feature = "serde1", derive(Serialize, Deserialize))]
pub struct Alphanumeric;


// ----- Implementations of distributions -----

impl Distribution<char> for Standard {
    #[inline]
    fn sample<R: Rng + ?Sized>(&self, rng: &mut R) -> char {
        // A valid `char` is either in the interval `[0, 0xD800)` or
        // `(0xDFFF, 0x11_0000)`. All `char`s must therefore be in
        // `[0, 0x11_0000)` but not in the "gap" `[0xD800, 0xDFFF]` which is
        // reserved for surrogates. This is the size of that gap.
        const GAP_SIZE: u32 = 0xDFFF - 0xD800 + 1;

        // Uniform::new(0, 0x11_0000 - GAP_SIZE) can also be used but it
        // seemed slower.
        let range = Uniform::new(GAP_SIZE, 0x11_0000);

        let mut n = range.sample(rng);
        if n <= 0xDFFF {
            n -= GAP_SIZE;
        }
        unsafe { char::from_u32_unchecked(n) }
    }
}

/// Note: the `String` is potentially left with excess capacity; optionally the
/// user may call `string.shrink_to_fit()` afterwards.
#[cfg(feature = "alloc")]
impl DistString for Standard {
    fn append_string<R: Rng + ?Sized>(&self, rng: &mut R, s: &mut String, len: usize) {
        // A char is encoded with at most four bytes, thus this reservation is
        // guaranteed to be sufficient. We do not shrink_to_fit afterwards so
        // that repeated usage on the same `String` buffer does not reallocate.
        s.reserve(4 * len);
        s.extend(Distribution::<char>::sample_iter(self, rng).take(len));
    }
}

impl Distribution<u8> for Alphanumeric {
    fn sample<R: Rng + ?Sized>(&self, rng: &mut R) -> u8 {
        const RANGE: u32 = 26 + 26 + 10;
        const GEN_ASCII_STR_CHARSET: &[u8] = b"ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ\
                abcdefghijklmnopqrstuvwxyz\
                0123456789";
        // We can pick from 62 characters. This is so close to a power of 2, 64,
        // that we can do better than `Uniform`. Use a simple bitshift and
        // rejection sampling. We do not use a bitmask, because for small RNGs
        // the most significant bits are usually of higher quality.
        loop {
            let var = rng.next_u32() >> (32 - 6);
            if var < RANGE {
                return GEN_ASCII_STR_CHARSET[var as usize];
            }
        }
    }
}

#[cfg(feature = "alloc")]
impl DistString for Alphanumeric {
    fn append_string<R: Rng + ?Sized>(&self, rng: &mut R, string: &mut String, len: usize) {
        unsafe {
            let v = string.as_mut_vec();
            v.extend(self.sample_iter(rng).take(len));
        }
    }
}

impl Distribution<bool> for Standard {
    #[inline]
    fn sample<R: Rng + ?Sized>(&self, rng: &mut R) -> bool {
        // We can compare against an arbitrary bit of an u32 to get a bool.
        // Because the least significant bits of a lower quality RNG can have
        // simple patterns, we compare against the most significant bit. This is
        // easiest done using a sign test.
        (rng.next_u32() as i32) < 0
    }
}

macro_rules! tuple_impl {
    // use variables to indicate the arity of the tuple
    ($($tyvar:ident),* ) => {
        // the trailing commas are for the 1 tuple
        impl< $( $tyvar ),* >
            Distribution<( $( $tyvar ),* , )>
            for Standard
            where $( Standard: Distribution<$tyvar> ),*
        {
            #[inline]
            fn sample<R: Rng + ?Sized>(&self, _rng: &mut R) -> ( $( $tyvar ),* , ) {
                (
                    // use the $tyvar's to get the appropriate number of
                    // repeats (they're not actually needed)
                    $(
                        _rng.gen::<$tyvar>()
                    ),*
                    ,
                )
            }
        }
    }
}

impl Distribution<()> for Standard {
    #[allow(clippy::unused_unit)]
    #[inline]
    fn sample<R: Rng + ?Sized>(&self, _: &mut R) -> () {
        ()
    }
}
tuple_impl! {A}
tuple_impl! {A, B}
tuple_impl! {A, B, C}
tuple_impl! {A, B, C, D}
tuple_impl! {A, B, C, D, E}
tuple_impl! {A, B, C, D, E, F}
tuple_impl! {A, B, C, D, E, F, G}
tuple_impl! {A, B, C, D, E, F, G, H}
tuple_impl! {A, B, C, D, E, F, G, H, I}
tuple_impl! {A, B, C, D, E, F, G, H, I, J}
tuple_impl! {A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K}
tuple_impl! {A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L}

#[cfg(feature = "min_const_gen")]
#[cfg_attr(doc_cfg, doc(cfg(feature = "min_const_gen")))]
impl<T, const N: usize> Distribution<[T; N]> for Standard
where Standard: Distribution<T>
{
    #[inline]
    fn sample<R: Rng + ?Sized>(&self, _rng: &mut R) -> [T; N] {
        let mut buff: [MaybeUninit<T>; N] = unsafe { MaybeUninit::uninit().assume_init() };

        for elem in &mut buff {
            *elem = MaybeUninit::new(_rng.gen());
        }

        unsafe { mem::transmute_copy::<_, _>(&buff) }
    }
}

#[cfg(not(feature = "min_const_gen"))]
macro_rules! array_impl {
    // recursive, given at least one type parameter:
    {$n:expr, $t:ident, $($ts:ident,)*} => {
        array_impl!{($n - 1), $($ts,)*}

        impl<T> Distribution<[T; $n]> for Standard where Standard: Distribution<T> {
            #[inline]
            fn sample<R: Rng + ?Sized>(&self, _rng: &mut R) -> [T; $n] {
                [_rng.gen::<$t>(), $(_rng.gen::<$ts>()),*]
            }
        }
    };
    // empty case:
    {$n:expr,} => {
        impl<T> Distribution<[T; $n]> for Standard {
            fn sample<R: Rng + ?Sized>(&self, _rng: &mut R) -> [T; $n] { [] }
        }
    };
}

#[cfg(not(feature = "min_const_gen"))]
array_impl! {32, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T, T,}

impl<T> Distribution<Option<T>> for Standard
where Standard: Distribution<T>
{
    #[inline]
    fn sample<R: Rng + ?Sized>(&self, rng: &mut R) -> Option<T> {
        // UFCS is needed here: https://github.com/rust-lang/rust/issues/24066
        if rng.gen::<bool>() {
            Some(rng.gen())
        } else {
            None
        }
    }
}

impl<T> Distribution<Wrapping<T>> for Standard
where Standard: Distribution<T>
{
    #[inline]
    fn sample<R: Rng + ?Sized>(&self, rng: &mut R) -> Wrapping<T> {
        Wrapping(rng.gen())
    }
}


#[cfg(test)]
mod tests {
    use super::*;
    use crate::RngCore;
    #[cfg(feature = "alloc")] use alloc::string::String;

    #[test]
    fn test_misc() {
        let rng: &mut dyn RngCore = &mut crate::test::rng(820);

        rng.sample::<char, _>(Standard);
        rng.sample::<bool, _>(Standard);
    }

    #[cfg(feature = "alloc")]
    #[test]
    fn test_chars() {
        use core::iter;
        let mut rng = crate::test::rng(805);

        // Test by generating a relatively large number of chars, so we also
        // take the rejection sampling path.
        let word: String = iter::repeat(())
            .map(|()| rng.gen::<char>())
            .take(1000)
            .collect();
        assert!(!word.is_empty());
    }

    #[test]
    fn test_alphanumeric() {
        let mut rng = crate::test::rng(806);

        // Test by generating a relatively large number of chars, so we also
        // take the rejection sampling path.
        let mut incorrect = false;
        for _ in 0..100 {
            let c: char = rng.sample(Alphanumeric).into();
            incorrect |= !(('0'..='9').contains(&c) ||
                           ('A'..='Z').contains(&c) ||
                           ('a'..='z').contains(&c) );
        }
        assert!(!incorrect);
    }

    #[test]
    fn value_stability() {
        fn test_samples<T: Copy + core::fmt::Debug + PartialEq, D: Distribution<T>>(
            distr: &D, zero: T, expected: &[T],
        ) {
            let mut rng = crate::test::rng(807);
            let mut buf = [zero; 5];
            for x in &mut buf {
                *x = rng.sample(&distr);
            }
            assert_eq!(&buf, expected);
        }

        test_samples(&Standard, 'a', &[
            '\u{8cdac}',
            '\u{a346a}',
            '\u{80120}',
            '\u{ed692}',
            '\u{35888}',
        ]);
        test_samples(&Alphanumeric, 0, &[104, 109, 101, 51, 77]);
        test_samples(&Standard, false, &[true, true, false, true, false]);
        test_samples(&Standard, None as Option<bool>, &[
            Some(true),
            None,
            Some(false),
            None,
            Some(false),
        ]);
        test_samples(&Standard, Wrapping(0i32), &[
            Wrapping(-2074640887),
            Wrapping(-1719949321),
            Wrapping(2018088303),
            Wrapping(-547181756),
            Wrapping(838957336),
        ]);

        // We test only sub-sets of tuple and array impls
        test_samples(&Standard, (), &[(), (), (), (), ()]);
        test_samples(&Standard, (false,), &[
            (true,),
            (true,),
            (false,),
            (true,),
            (false,),
        ]);
        test_samples(&Standard, (false, false), &[
            (true, true),
            (false, true),
            (false, false),
            (true, false),
            (false, false),
        ]);

        test_samples(&Standard, [0u8; 0], &[[], [], [], [], []]);
        test_samples(&Standard, [0u8; 3], &[
            [9, 247, 111],
            [68, 24, 13],
            [174, 19, 194],
            [172, 69, 213],
            [149, 207, 29],
        ]);
    }
}

[ Dauer der Verarbeitung: 0.23 Sekunden  (vorverarbeitet)  ]

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Software

     Produkte
     Quellcodebibliothek

Aktivitäten

     Artikel über Sicherheit
     Anleitung zur Aktivierung von SSL

Muße

     Gedichte
     Musik
     Bilder

Jenseits des Üblichen ....
    

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Monitoring

Montastic status badge