【PhysUnits】0 README.md文件

发布于:2025-05-09 ⋅ 阅读:(19) ⋅ 点赞:(0)

PhysUnits · 物理单位库

Type-safe physical quantities with dimensional analysis
带量纲分析的类型安全物理量库

A Rust library for safe unit operations /
Rust实现的类型安全单位计算库

Core Design / 核心设计

1. Dimension / 量纲

/// Base SI dimensions / 国际单位制基本量纲
pub struct Dimension<
    L: Integer,  // Length (m) / 长度(米)
    M: Integer,  // Mass (kg) / 质量(千克)
    T: Integer,  // Time (s) / 时间(秒)
    I: Integer,  // Current (A) / 电流(安培)
    Th: Integer, // Temperature (K) / 温度(开尔文) 
    N: Integer,  // Amount (mol) / 物质的量(摩尔)
    J: Integer   // Luminosity (cd) / 发光强度(坎德拉)
>(PhantomData<(L, M, T, I, Th, N, J)>);

2. Unit / 单位

/// Unit conversion rules / 单位转换规则
pub trait Unit {
    type Dimension;
    
    /// Convert to base unit / 转换到基准单位
    fn to_base(value: f64) -> f64;
    
    /// Unit symbol / 单位符号
    const SYMBOL: &'static str;
}

3. Quantity / 物理量

/// Physical quantity with value and unit / 带单位和值的物理量
pub struct Quantity<V, U: Unit> {
    /// Scalar value / 标量值
    pub value: V,
    _unit: PhantomData<U>
}

impl<V, U: Unit> Quantity<V, U> {
    /// Create new quantity / 创建新物理量
    pub fn new(value: V) -> Self {
        Self { value, _unit: PhantomData }
    }
}

Features / 特性

Feature 功能描述
📏 Compile-time dimensional safety 编译期量纲安全
⚡ Zero runtime overhead 零运行时开销
🔢 Integer & float support 支持整数和浮点数
🔄 Automatic unit conversion 自动单位转换
🏷️ Runtime prefix handling 运行时词头处理

Usage / 使用示例

Basic Conversion / 基础转换

use physunits::{Meter, Inch, Quantity};

// Create length / 创建长度
let length = Quantity::<f64, Meter>::new(2.0);

// Convert units / 单位转换
let inches = length.convert::<Inch>();
println!("{} m = {} in", length.value, inches.value);

Temperature / 温度转换

use physunits::{Celsius, Fahrenheit};

let boiling = Quantity::<f64, Celsius>::new(100.0);
let fahr = boiling.convert::<Fahrenheit>();
println!("Water boils at {} °F", fahr.value); 

Force Calculation / 力的计算

use physunits::{kg, m, s, N};

let mass = 5.0 * kg;
let acceleration = 9.8 * m / (s * s);
let force: Quantity<f64, N> = mass * acceleration;
println!("Force: {} N", force.value);

Unit Math / 单位运算

let force = 5.0 * kg * m / (s * s);
let energy = force * (2.0 * m); // 10 J / 10焦耳

Comparison / 对比

Feature PhysUnits uom nalgebra
Dim Safety
Integer Support ⚠️
Runtime Prefix
特性 PhysUnits uom nalgebra
量纲安全
整数支持 ⚠️
运行时词头

Installation / 安装

[dependencies]
physunits = "0.0.1"

Contributing / 贡献指南

We welcome issues and PRs! / 欢迎提交 Issue 和 PR!

Key needs: / 重点需求:

  • More unit definitions / 更多单位定义

  • Real-world physics test cases / 实际物理测试案例

  • Better error messages / 更好的错误提示


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