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SI

C/C++

`as()` automatically infers underlying type

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连续整合 API文档 codeql

SI-物理单位的类型安全

仅标头C ++库，可提供类型安全性和用户定义的文字，以处理由国际重量与措施局（BIPM）监管的国际单位系统定义的物理价值（BIPM）（BIPM），并在SI小册子中出版。有关快速启动，请参阅“安装指南”。欢迎贡献和评论，请检查贡献指南以获取更多信息。

一个说明性的例子：

# include < SI/electric_charge.h >
# include < SI/mass.h >

using namespace SI ::literals ;

constexpr auto one_kilogram = 1 .0_kg;
constexpr auto ten_coulomb = 5 .0_A * 2 .0_s;
constexpr auto half_an_ampere = ten_coulomb / 20 .0_s;
constexpr auto thousand_grams = one_kilogram.as<SI:: gram_t >();

void calculate_mass ( const SI:: kilo_gram_t < long double > &kg) {
  // do something meaningful here
}

int main ( int , char **) {
  calculate_mass (one_kilogram);
  return 0 ;
}

SI提供了转换和算术操作，并具有在编译时具有强大安全性的任何国际单元系统的值。所有单元均为模板struct SI::unit_t的特殊打字。仅在内部存储该单元的值，该比率（即milli，micro，kilo ...）被确定为类型特征，以允许所有单元在整个实施比率上具有相同的分辨率。 SI处理相同比率的单位操作以及比率不同的何时。有关更多信息，请参见文档实施详细信息。相同比率单位之间的操作是无额外费用的，否则还有一个额外的计算成本来调整单位的值。将标志SI_DISABLE_IMPLICIT_RATIO_CONVERSION传递到编译器隐式比率转换尚未完成，并且在编译器错误时失败。请参阅参考测量结果与SI中的实现之间的连续基准结果。

可以提供与内置类型的自定义比率，并且它们与其他单元完全兼容。但是，用户必须提供必要的文字或类型。例如SI::velocity_t<double, std::ratio<1000, 36>>将是“公里每百分之一十分之一的时间”。

单位之间的转换是使用unit_的as<unit_t>()成员函数完成的，或者是免费函数SI::unit_cast<unit_t>(unit_t u) 。这将转换相同类型的值，但比率不同。

SI基本单元

对于每个单元，可用的文字是以下划线为前缀的实现比率。即_mm 。 _km 。通常，与标准度量前缀相结合（或在极少数情况下）的TYPEDEF与国际单位系统的度量前缀相结合。 ie metre_t, milli_metre_t, kilo_metre_t 。前缀或插子在下表中标有* 。可以使用流操作员或SI::to_string函数将定义打字和文字的单元转换为字符串。要使用流操作员，请包括标题文件SI/stream.h

单元	维符号	单位符号	实施比率	单位Typedefs
长度	l	m	10 ^-18至10 ¹⁸	`*_metre_t`
时间	t	s	10 ^-18至10 ⁰和60/1，3600/1	`*_seconds_t, minutes_t, hours_t`
大量的*	m	公斤	10 ^-15至10 ¹⁸	`_gram_t` ， `_ton_t`
电流	我	一个	10 ^-18至10 ¹⁸	`*_ampere_t`
热力学温度**	t	k	10 ^-18至10 ¹⁸	`*_kelvin_t`
物质量	n	摩尔	10 ^-18至10 ¹⁸	`*_mol_t`
亮度	j	光盘	10 ^-18至10 ¹⁸	`*_candela_t`

*对于质量，基本比为kg （不是g ），如SI单位表中所定义的。因此，文字前缀和内部表示之间存在不匹配。

**热力学温度的尺寸符号应为Θ (Theta) ，但是当前的实现不允许非ASCII符号或多char符号

特殊单位

单元	维符号	指数	单位符号	实施比率	单位Typedefs
区域	l	2	M2	10 ^-18至10 ¹⁸	`square_*_metre_t`
体积	l	3	M3	10 ^-18至10 ¹⁸	`cubic_*_metre_t`
频率	t	-1	赫兹	10 ^-18至10 ¹⁸	`*_hertz_t`
角度*	r	1	rad	10 ^-18至1	`*_radian_t`
角度（度）**	r	1	度	Micro，Milli，1	`*_radian_t`
结合角*	r	1	Sr	10 ^-18至1	`*_steradian_t`

*角度，角度（程度）和实体角度是简单的容器，不包含执行角度/固体角度计算的任何功能，例如2* pi后的溢出。弧度和学位之间的转换可能会失去精确度，尤其是在long doubles工作的情况下，因为比率不够精确，因为必须将它们表示为长时间的ints

带有特殊名称的派生单元

通过颠倒数学操作，可以从其他单位衰减到各个单元的所有单元。 IE如果Q = I * T则Q / I = T and Q / T = I

单元	维符号	单位符号	可从	实施文字	单位Typedefs
速度	v	多发性硬化症	l / t	`m_p_s` ， `km_p_h` ， `_c`	`metre_per_second_t` ， `kilometre_per_second_t` ， `speed_of_light_t`
加速度	一个	m/s^2	v / t，v^2 / l	没有任何	没有任何
电荷	问	c	它	AC到EC	`*_coulomb_t`
电位	你	v	p / i，e / q	AV到EV	`*_volt_t`
电阻	o*	欧姆（ω）	u / i，1 / g	aohm到eohm	`*_ohm_t`
电导	g	s	我 / u，1 / r	至于es	`*_siemens_t`
电容	c	f	问 / u	AF到EF	`*_farad_t`
力量	f	n	m * a	an	`*_newton_t`
压力	p	PA	f / l^2	APA到EPA	`*_pascal_t`
活力	e	j	f * l，p * l^3	AJ到EJ	`*_joule_t`
力量	p	w	E/t	噢，到ew	`*_watt_t`
磁通量	F*	WB	u * t	AWB到EWB	`*_weber_t`
磁场	b	t	f/l^2	在ET	`*_tesla_t`
势头	o*	kg·m/s	m * v	没有任何	没有任何
电感	l	h	f / i	啊，嗯	`*_henry_t`
发光的通量	M*	LM	j * r	alm到榆树	`*_lumen_t`
亮度	我*	Lx	m / a	alx到麋鹿	`*_lux_t`
放射性	一个	BQ		ABQ到EBQ	`*_becquerel_t`
吸收剂量	d	Gy		对埃及	`*_gray_t`
等效剂量	h	SV		ASV到ESV	`*_sievert_t`
催化活性	k	凯特	n / t	Akat到Ekat	`*_katal_t`
表面流	s	m^2/s	l^2 / t	没有任何
体积流量	v	m^3/s	l^3 / t	没有任何
角频率	W*	rad/s	r / t	没有任何

*这些维度尚未具有正确的符号，因为当前的实现不允许非ASCII符号或多char符号。电阻的尺寸符号应为Ω (Ohm)和磁通量Φ (Phi) 。亮度应为_b 。角速度应为ω（欧米茄）。发光通量应为φV _，其支撑甚至比Φ (Phi)本身更少。

非标准单元

非标准单元不受BIPM的调节，而是接受SI标准的使用。

单元	维符号	文字	实施比率	单位Typedefs
长度的天文单位	l	au，ly，pc	149597870691：1（AU），94607307777119564：1（LY），30856775814913700：1（PC）	`astronomic_unit_t` （ `_AU` ）， `lightyear_t` （ `_ly` ）， `parsec_t` （ `_pc` ）

建筑与兼容性

SI是使用C ++ 17功能的仅标题库。使用Cmake> 3.23对建筑物进行了测试，并针对G ++ 7，G ++ 8，Clang5，Clang6，Clang6，Clang7，MSVC 19和Appleclang 10.0进行了验证。我建议使用Conan 2.0下载任何依赖项进行测试，但是如果未构建测试，则可以在没有它的情况下使用。

SI使用柯南的cmakedeps发电机来查找依赖关系。安装依赖项使用

conan install . --output-folder=build --build=missing --settings=build_type=Debug

替换--settings=build_type=Debug带有--settings=build_type=Release 。

通过使用CMakedEPS生成器，您可以手动构建或使用提供的CMAKE预设。

cmake --preset=ci-ninja-debug
cmake --build build

安装

SI的默认安装位置是/usr/local/lib/SI 。可以使用RAW CMAKE，CPACK（CMAKE包装机构）或作为CONAN.IO软件包安装SI

有关详细说明，请参见“安装指南”

包括提取

注意：首选将SI作为柯南包。

要使用Cmake的提取器安装，请在您的cmakelists.txt中添加以下内容

 include (FetchContent)

FetchContent_Declare(
  SI
  GIT_REPOSITORY https://gitlab.com/bernedom/SI.git
  # This will get the latest version
  # To pin to a specific version or hash, add the version/hash here instead
  # (e.g. 2.5.1 or 63b267211a6f256f7ba8d5a26e17138bbcf95ba8)
  GIT_TAG main
)

FetchContent_MakeAvailable(SI)

# ...

# Link the library to your target. Change this as needed!
target_link_libraries ( ${PROJECT_NAME} PUBLIC SI::SI)