实现

fts_units 完全是编译时实现，没有运行时成本。单位存储为零大小类型，编译后会消失。

如果您使用的是提供的SI系统，那么这些实际上并不重要。您永远不需要输入这些类型。但是，如果您犯了一个错误并生成了编译错误，了解底层类型将帮助您理解错误的来源。

了解实现的最佳方式是快速浏览几个重要的结构体。对于大多数结构体，都有一个匹配的特质。我选择使用 T 后缀来表示结构体。例如，Quantity（特质）和 QuantityT（结构体）。还有 Ratio（特质）和 RatiotT（结构体）。T 表示结构体必须提供一个类型。

QuantityT 是基本的结构体。米、秒和米/秒都是具有不同 U 类型的 QuantityT 结构体。

pub struct QuantityT<T:Amount, U> {
    amount : T,
    _u: PhantomData<U>
}

RatioT 是一个将分子和分母以类型形式存储的结构体。千米的比率为 1000 / 1。纳米的比率为 1 / 1_000_000_000。

pub struct RatioT<NUM, DEN>
    where
        NUM: Integer + NonZero,
        DEN: Integer + NonZero,
{
    _num: PhantomData<NUM>,
    _den: PhantomData<DEN>,
}

这里会变得有些复杂。具有 SI 单位的量有一个比率和指数列表。

pub struct SIUnitsT<RATIOS,EXPONENTS>
    where
        RATIOS: SIRatios,
        EXPONENTS: SIExponents
{
    _r: PhantomData<RATIOS>,
    _e: PhantomData<EXPONENTS>,
}

#[derive(Copy, Clone, Debug, Default, Eq, PartialEq)]
pub struct SIRatiosT<L,M,T>
    where
        L: Ratio,
        M: Ratio,
        T: Ratio
{
    _l: PhantomData<L>,
    _m: PhantomData<M>,
    _t: PhantomData<T>
}

#[derive(Copy, Clone, Debug, Default, Eq, PartialEq)]
pub struct SIExponentsT<L,M,T>
    where
        L: Integer,
        M: Integer,
        T: Integer,
{
    _l: PhantomData<L>,
    _m: PhantomData<M>,
    _t: PhantomData<T>
}

以下是完全展开的一些示例类型。

// Ratios and exponents are stored in Length/Mass/Time order
type Kilometers = QuantityT<f32,
    SIUnitsT<
        SIRatiosT<Kilo, Zero, Zero>,
        SIExponentsT<P1, Z0, Z0>>>;

type CentimetersPerSecondSquared = QuantityT<f64,
    SIUnitsT<
        SIRatiosT<Centi, Zero, Unit>,
        SIExponentsT<P1, Z0, N2>>>;

只要单位类型支持该操作，就支持 Quantity 的加、乘、除和平方根等操作。

当与si_system一起工作时，这意味着我们正在使用 QuantityT<T,SIUnitsT<R,E>>。所有操作都需要匹配的 T 类型。加法和减法在 SIUnitsT<R,E> 中实现，乘法和除法在 R 类型不冲突时实现。如果 T 支持开方且所有 E 值都是偶数，则实现开方。

您可以通过使用 CastAmount 特征来更改 T。您可以通过使用 ConvertUnits 来更改 U。

注意事项

国际单位制

国际单位制目前仅支持长度、质量和时间维度。这几乎是大多数游戏所需要的。

电流、温度、物质的量和光强度将稍后添加。这是一项微不足道的工作，但需要一定数量的复制/粘贴。这些维度将在基本 API 稳定后添加。

错误信息不佳

fts_units 利用出色的 typenum crate 进行编译时数学。不幸的是，这导致 糟糕的 错误信息。

当 const generics 到来时，这将大幅改进。

此代码

let _ = Meters::new(5.0) + Seconds::new(2.0);

产生此错误

error[E0308]: mismatched types
  --> examples\sandbox.rs:82:32
   |
82 |     let _ = Meters::new(5.0) + Seconds::new(2.0);
   |                                ^^^^^^^^^^^^^^^^^ expected struct `fts_units::ratio::RatioT`, found struct `fts_units::ratio::RatioZero`
   |
   = note: expected type `fts_units::quantity::QuantityT<_, fts_units::si_system::SIUnitsT<fts_units::si_system::SIRatiosT<fts_units::ratio::RatioT<typenum::int::PInt<typenum::uint::UInt<typenum::uint::UTerm, typenum::bit::B1>>, typenum::int::PInt<typenum::uint::UInt<typenum::uint::UTerm, typenum::bit::B1>>>, _, fts_units::ratio::RatioZero>, fts_units::si_system::SIExponentsT<typenum::int::PInt<typenum::uint::UInt<typenum::uint::UTerm, typenum::bit::B1>>, _, typenum::int::Z0>>>`
              found type `fts_units::quantity::QuantityT<_, fts_units::si_system::SIUnitsT<fts_units::si_system::SIRatiosT<fts_units::ratio::RatioZero, _, fts_units::ratio::RatioT<typenum::int::PInt<typenum::uint::UInt<typenum::uint::UTerm, typenum::bit::B1>>, typenum::int::PInt<typenum::uint::UInt<typenum::uint::UTerm, typenum::bit::B1>>>>, fts_units::si_system::SIExponentsT<typenum::int::Z0, _, typenum::int::PInt<typenum::uint::UInt<typenum::uint::UTerm, typenum::bit::B1>>>>>`

这是一个视觉噩梦。但它可以理解！

当排成一行或放入差异工具中时，差异很容易发现。'找到的类型' 在第一个 SIUnitsT 插槽中有一个 RatioZero 类型，而期望的是非零类型。如果您记得插槽是长度/质量/时间，这应该是有意义的。米值有一个非零长度比率。秒值有一个零长度比率。要添加两个 SIUnitsT 量，它们必须具有完全相同的比率和指数。

数量级

支持飞托到拍。不幸的是，Atto/Zepto/Yocto 和 Exa/Zetta/Yotta 不受支持。它们需要 128 位比率，而 fts_units 目前由于 typenum 而受到 64 位的限制。

当 const generics 到来时，这应该会改变。

导出单位

国际单位制的一个优点是导出单位。每个人都知道 Force = Mass * Acceleration。力是一个如此常见的量，它有一个名字，牛顿。牛顿被存储在 kg⋅m⋅s⁻² 中。这也允许像千牛顿的力或太瓦的功率这样的单位。

遗憾的是，fts_units 不支持导出单位。当 特殊化 到来时，将更容易很好地支持。

常见问题解答

fts是什么意思？

这是我的首字母。

你为什么做这个？

因为我一直想要它存在。

为什么使用fts_units？

为什么有人应该使用 fts_units 而不是 uom 或 dimensioned？

这是一个好问题。您可能会更喜欢其中的一个 crate！我认为 fts_units 有更好的 API。我喜欢有明确的控制权进行转换和转换。我喜欢它不使用宏，因此代码易于阅读和理解。

这正是我想要的。

许可证：Unlicense 或 MIT