如何在 swift 中做单位转换

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前言

Swift 系统 API Foundation 框架有许多有用的实现，可以让我们的代码生活更轻松。其中一个不太为人知，但非常有用的是单位的转换，今天来讲讲这个功能。

Measurement 和 Unit 类型是 Foundation 框架提供的一套用于处理物理量和单位的系统。这套系统的设计目的是为了简化不同单位之间的转换和计算，从而让处理涉及物理单位的代码变得更加简洁、安全和易于理解。

Measurement

Measurement 是一个泛型结构体，用于表示带有单位的量。它包含两个主要的属性：value 和 unit。value 是一个 Double 类型，表示量的数值；unit 则是 Unit 类型或其子类的实例，表示量的单位。

Unit 和 Dimension

Unit 是一个表示特定物理单位的类。Swift 标准库中定义了许多 Unit 的子类，用于表示不同类型的物理单位，比如长度、质量、速度等。这些子类中的一些还继承自 Dimension，Dimension 类提供了额外的功能，比如支持单位之间的转换。

如何使用

了解了基本概念之后，我们来看看如何使用。

1、创建 Measurement：

首先创建一个 10 米的 Measurement，调用 Measurement 的初始化方法，传入值和单位：

let distance = Measurement(value: 10, unit: UnitLength.meters)

2、单位转换

然后只需要调用 converted 方法即可进行单位转换，比如，我们将 10 米转换为英尺：

let distance = Measurement(value: 10, unit: UnitLength.meters)
let distanceInFeet = distance.converted(to: .feet)
print("\(distanceInFeet.value) 英尺") // 打印 32.8 英尺

3、进行计算

可以直接对 Measurement 实例进行加减运算，结果会自动处理：

let distance = Measurement(value: 10, unit: UnitLength.meters)
let anotherDistance = Measurement(value: 100, unit: UnitLength.meters)
let totalDistance = distance + anotherDistance
print("总长度为: \(totalDistance.value) 米")  // 总长度为: 110.0 米

需要注意的是，同单位只能和同单位的数量进行计算，不同单位（比如长度和重量）计算将会报错。

4、自定义单位

虽然 Foundation 提供了二十多种预定义的单位，但有时候没有你想要的，你可能需要自定义单位。可以通过继承 Dimension 来实现，比如我们来自定义个速度单位：

class UnitSpeed: Dimension {
    static let metersPerSecond = UnitSpeed(symbol: "m/s", converter: UnitConverterLinear(coefficient: 1.0))
    static let kilometersPerHour = UnitSpeed(symbol: "km/h", converter: UnitConverterLinear(coefficient: 1.0 / 3.6))

    override class func baseUnit() -> Self {
        return metersPerSecond as! Self
    }
}

在上边这个事例中，我们继承 Dimension 声明了一个新的速度单位，总共有两个单位米/秒和千米/小时，这样我们就可以用自己自定义的单位了：

let speed = Measurement(value: 90, unit: UnitSpeed.kilometersPerHour)
let speedInMetersPerSecond = speed.converted(to: .metersPerSecond)
print("每秒: \(speedInMetersPerSecond.value) 米") // 每秒: 25.0 米