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SI

C/C++

`as()` automatically infers underlying type

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連續整合 API文檔 codeql

SI-物理單位的類型安全

僅標頭C ++庫，可提供類型安全性和用戶定義的文字，以處理由國際重量與措施局（BIPM）監管的國際單位系統定義的物理價值（BIPM）（BIPM），並在SI小冊子中出版。有關快速啟動，請參閱“安裝指南”。歡迎貢獻和評論，請檢查貢獻指南以獲取更多信息。

一個說明性的例子：

# 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提供了轉換和算術操作，並具有在編譯時具有強大安全性的任何國際單元系統的值。所有單元均為模板struct SI::unit_t的特殊打字。僅在內部存儲該單元的值，該比率（即milli，micro，kilo ...）被確定為類型特徵，以允許所有單元在整個實施比率上具有相同的分辨率。 SI處理相同比率的單位操作以及比率不同的何時。有關更多信息，請參見文檔實施詳細信息。相同比率單位之間的操作是無額外費用的，否則還有一個額外的計算成本來調整單位的值。將標誌SI_DISABLE_IMPLICIT_RATIO_CONVERSION傳遞到編譯器隱式比率轉換尚未完成，並且在編譯器錯誤時失敗。請參閱參考測量結果與SI中的實現之間的連續基準結果。

可以提供與內置類型的自定義比率，並且它們與其他單元完全兼容。但是，用戶必須提供必要的文字或類型。例如SI::velocity_t<double, std::ratio<1000, 36>>將是“公里每百分之一十分之一的時間”。

單位之間的轉換是使用unit_的as<unit_t>()成員函數完成的，或者是免費函數SI::unit_cast<unit_t>(unit_t u) 。這將轉換相同類型的值，但比率不同。

SI基本單元

對於每個單元，可用的文字是以下劃線為前綴的實現比率。即_mm 。 _km 。通常，與標準度量前綴相結合（或在極少數情況下）的TYPEDEF與國際單位系統的度量前綴相結合。 ie metre_t, milli_metre_t, kilo_metre_t 。前綴或插子在下表中標有* 。可以使用流操作員或SI::to_string函數將定義打字和文字的單元轉換為字符串。要使用流操作員，請包括標題文件SI/stream.h

單元	維符號	單位符號	實施比率	單位Typedefs
長度	l	m	10 ^-18至10 ¹⁸	`*_metre_t`
時間	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`
電流	我	一個	10 ^-18至10 ¹⁸	`*_ampere_t`
熱力學溫度**	t	k	10 ^-18至10 ¹⁸	`*_kelvin_t`
物質量	n	摩爾	10 ^-18至10 ¹⁸	`*_mol_t`
亮度	j	光碟	10 ^-18至10 ¹⁸	`*_candela_t`

*對於質量，基本比為kg （不是g ），如SI單位表中所定義的。因此，文字前綴和內部表示之間存在不匹配。

**熱力學溫度的尺寸符號應為Θ (Theta) ，但是當前的實現不允許非ASCII符號或多char符號

特殊單位

單元	維符號	指數	單位符號	實施比率	單位Typedefs
區域	l	2	M2	10 ^-18至10 ¹⁸	`square_*_metre_t`
體積	l	3	M3	10 ^-18至10 ¹⁸	`cubic_*_metre_t`
頻率	t	-1	赫茲	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`
結合角*	r	1	Sr	10 ^-18至1	`*_steradian_t`

*角度，角度（程度）和實體角度是簡單的容器，不包含執行角度/固體角度計算的任何功能，例如2* pi後的溢出。弧度和學位之間的轉換可能會失去精確度，尤其是在long doubles工作的情況下，因為比率不夠精確，因為必須將它們表示為長時間的ints

帶有特殊名稱的派生單元

通過顛倒數學操作，可以從其他單位衰減到各個單元的所有單元。 IE如果Q = I * T則Q / I = T and Q / T = I

單元	維符號	單位符號	可從	實施文字	單位Typedefs
速度	v	多發性硬化症	l / t	`m_p_s` ， `km_p_h` ， `_c`	`metre_per_second_t` ， `kilometre_per_second_t` ， `speed_of_light_t`
加速度	一個	m/s^2	v / t，v^2 / l	沒有任何	沒有任何
電荷	問	c	它	AC到EC	`*_coulomb_t`
電位	你	v	p / i，e / q	AV到EV	`*_volt_t`
電阻	o*	歐姆（ω）	u / i，1 / g	aohm到eohm	`*_ohm_t`
電導	g	s	我 / u，1 / r	至於es	`*_siemens_t`
電容	c	f	問 / u	AF到EF	`*_farad_t`
力量	f	n	m * a	an	`*_newton_t`
壓力	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`
磁場	b	t	f/l^2	在ET	`*_tesla_t`
勢頭	o*	kg·m/s	m * v	沒有任何	沒有任何
電感	l	h	f / i	啊，嗯	`*_henry_t`
發光的通量	M*	LM	j * r	alm到榆樹	`*_lumen_t`
亮度	我*	Lx	m / a	alx到麋鹿	`*_lux_t`
放射性	一個	BQ		ABQ到EBQ	`*_becquerel_t`
吸收劑量	d	Gy		對埃及	`*_gray_t`
等效劑量	h	SV		ASV到ESV	`*_sievert_t`
催化活性	k	凱特	n / t	Akat到Ekat	`*_katal_t`
表面流	s	m^2/s	l^2 / t	沒有任何
體積流量	v	m^3/s	l^3 / t	沒有任何
角頻率	W*	rad/s	r / t	沒有任何

*這些維度尚未具有正確的符號，因為當前的實現不允許非ASCII符號或多char符號。電阻的尺寸符號應為Ω (Ohm)和磁通量Φ (Phi) 。亮度應為_b 。角速度應為ω（歐米茄）。發光通量應為φV _，其支撐甚至比Φ (Phi)本身更少。

非標准單元

非標准單元不受BIPM的調節，而是接受SI標準的使用。

單元	維符號	文字	實施比率	單位Typedefs
長度的天文單位	l	au，ly，pc	149597870691：1（AU），94607307777119564：1（LY），30856775814913700：1（PC）	`astronomic_unit_t` （ `_AU` ）， `lightyear_t` （ `_ly` ）， `parsec_t` （ `_pc` ）

建築與兼容性

SI是使用C ++ 17功能的僅標題庫。使用Cmake> 3.23對建築物進行了測試，並針對G ++ 7，G ++ 8，Clang5，Clang6，Clang6，Clang7，MSVC 19和Appleclang 10.0進行了驗證。我建議使用Conan 2.0下載任何依賴項進行測試，但是如果未構建測試，則可以在沒有它的情況下使用。

SI使用柯南的cmakedeps發電機來查找依賴關係。安裝依賴項使用

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

替換--settings=build_type=Debug帶有--settings=build_type=Release 。

通過使用CMakedEPS生成器，您可以手動構建或使用提供的CMAKE預設。

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

安裝

SI的默認安裝位置是/usr/local/lib/SI 。可以使用RAW CMAKE，CPACK（CMAKE包裝機構）或作為CONAN.IO軟件包安裝SI

有關詳細說明，請參見“安裝指南”

包括提取

注意：首選將SI作為柯南包。

要使用Cmake的提取器安裝，請在您的cmakelists.txt中添加以下內容

 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)