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摘要

在現代軟件開發中，準確處理不同單位的轉換是一個常見而復雜的需求。無論是處理溫度、長度、重量還是其他物理量，都需要可靠的單位轉換機制。本文將深入介紹 Units.NET 庫，展示如何在 .NET 應用中優雅地處理單位轉換。

基礎配置

首先，通過 NuGet 安裝 Units.NET：

<PackageReference Include="UnitsNet" Version="5.x.x" />

實戰示例：天氣 API

基礎模型定義

public record WeatherForecast( 

    Temperature Temperature,

    DateTime Date,

    string Summary

 );



public record WeatherResponse( 

    string DisplayValue,

    DateTime Date,

    string Summary

 );

API 端點實現

var summaries = new[]

{

   "Freezing", "Bracing", "Chilly", "Cool", "Mild", "Warm", "Balmy", "Hot", "Sweltering", "Scorching"

};



app.MapGet("/weather", (string? unit) =>

{

   var forecasts = Enumerable.Range(1, 5).Select(index =>

   {

       // 創建基礎溫度（攝氏度）

       var tempC = Temperature.FromDegreesCelsius(Random.Shared.Next(-20, 55));

       // 根據請求的單位進行轉換

       var temp = unit?.ToLowerInvariant() switch

       {

           "f" or "fahrenheit" => tempC.ToUnit(TemperatureUnit.DegreeFahrenheit),

           "k" or "kelvin" => tempC.ToUnit(TemperatureUnit.Kelvin),

           _ => tempC

       };



       return new WeatherForecast(

           Temperature: temp,

           Date: DateTime.Now.AddDays(index),

           Summary: summaries[Random.Shared.Next(summaries.Length)]

       );

   })

   .ToArray();



   return forecasts.Select(f => new WeatherResponse(

       Date: f.Date,

       Summary: f.Summary,

       DisplayValue: f.Temperature.ToString("F2") //控制輸出的數字為兩位小數

   ));

})

.WithName("GetWeatherForecast");

當請求的units單位不同時，將輸出相同溫度的不同單位表示：

單位相互轉換

public static class UnitConverter

{

   public static Temperature ConvertTemperature(

       double value,

       string fromUnit,

       string toUnit)

   {

       var temperature = fromUnit.ToLowerInvariant() switch

       {

           "c" => Temperature.FromDegreesCelsius(value),

           "f" => Temperature.FromDegreesFahrenheit(value),

           "k" => Temperature.FromKelvins(value),

           _ => throw new ArgumentException($"Unsupported unit: {fromUnit}")

       };



       return toUnit.ToLowerInvariant() switch

       {

           "c" => temperature.ToUnit(TemperatureUnit.DegreeCelsius),

           "f" => temperature.ToUnit(TemperatureUnit.DegreeFahrenheit),

           "k" => temperature.ToUnit(TemperatureUnit.Kelvin),

           _ => throw new ArgumentException($"Unsupported unit: {toUnit}")

       };

   }

}

數學運算支持

Units.NET 支持各種數學運算，使得單位計算變得簡單：

public class UnitCalculations

{

       public static Speed CalculateSpeed(Length distance, Duration time)

       {

           return distance / time;

       }



       public static Acceleration CalculateAcceleration(Speed initialSpeed, Speed finalSpeed, Duration time)

       {

           return (finalSpeed - initialSpeed) / time;

       }



       public static Energy CalculateKineticEnergy(Mass mass, Speed velocity)

       {

           double massValue = mass.Kilograms;

           double velocityValue = velocity.MetersPerSecond;

           double energyValue = 0.5 * massValue * velocityValue * velocityValue;

           return Energy.FromJoules(energyValue);

       }

}



// 使用示例

var distance = Length.FromKilometers(100);

var time = Duration.FromHours(2);

var speed = UnitCalculations.CalculateSpeed(distance, time);

Console.WriteLine($"Speed: {speed.ToUnit(SpeedUnit.KilometerPerHour)}");

代碼執行后，控制臺將輸出：Speed: 50 km/h

文化本地化支持

var usEnglish = new CultureInfo("en-US");

var russian = new CultureInfo("ru-RU");

var oneKg = Mass.FromKilograms(1);

// ToString() 使用 CurrentCulture 進行縮寫語言和數字格式化。這與 .NET Framework 的行為一致，

// 因為 DateTime.ToString() 使用 CurrentCulture 處理整個字符串，可能是因為將英文日期格式與俄文月份名稱混合在一起可能會令人困惑。

CultureInfo.CurrentCulture = russian;

string kgRu = oneKg.ToString(); // "1 кг"



// 使用特定文化和自定義字符串格式模式的 ToString()

string mgUs = oneKg.ToUnit(MassUnit.Milligram).ToString(usEnglish); // "unit: mg, value: 1.00"

string mgRu = oneKg.ToUnit(MassUnit.Milligram).ToString(russian); // "unit: мг, value: 1,00"



Console.WriteLine(mgUs);

Console.WriteLine(mgRu);

// 從字符串解析測量值

Mass kg = Mass.Parse("1.0 kg", usEnglish);



// 從字符串解析單位，一個單位可以有多個縮寫

RotationalSpeedUnit rpm1 = RotationalSpeed.ParseUnit("rpm"); // RotationalSpeedUnit.RevolutionPerMinute

RotationalSpeedUnit rpm2 = RotationalSpeed.ParseUnit("r/min");  // RotationalSpeedUnit.RevolutionPerMinute



// 獲取單位的默認縮寫，如果在 Length.json 中為 Kilogram 單位定義了多個縮寫，則獲取第一個

string kgAbbreviation = Mass.GetAbbreviation(MassUnit.Kilogram); // "kg"

控制臺將輸出不同文化設置下的標準單位

1000000 mg

1000000 мг

結論

Units.NET 是一個強大而靈活的單位轉換庫，它不僅簡化了單位轉換的實現，還提供了豐富的功能支持。通過使用 Units.NET，開發者可以專注于業務邏輯，而不必擔心單位轉換的復雜性。無論是構建天氣 API、物流系統還是科學計算應用，Units.NET 都是處理單位轉換的理想選擇。

轉自https://www.cnblogs.com/madtom/p/18653522