在 JScience 库中转换不同的单位类型

Question

我正在 JScience 库中寻找一种将一种单位类型转换为另一种单位类型的方法。给定我应该能够转换的每种类型的基本单位之间的一个因素。但是似乎JScience对转换不是很好，只允许相同基类型的单元之间进行转换。

基本上，我正在编写一个减肥应用程序，我需要能够在卡路里、焦耳、千焦耳、克、磅、公斤等之间进行转换。宏量营养素值（碳水化合物、蛋白质和脂肪）使情况变得复杂内容。

例子：

每 1 克碳水化合物 = 4 卡路里。那是 4000 卡路里，或 16.736 千焦或 16736 焦耳（能量的基本单位）。

然后将 Carb_Unit 定义为：16736 焦耳/克，或 16736000 焦耳/千克

鉴于这个基本值，我应该能够从任何质量单位转换为任何能量单位。但同样，JScience 不允许这样做。有没有办法告诉转换器返回具有正确转换因子的转换器而不给出 ConversionException？

CustomUnits.java：

public class CustomUnits extends SystemOfUnits {

    /**
     * Holds collection of CustomUnits.
     */
    private static HashSet<Unit<?>> UNITS = new HashSet<Unit<?>>();

    private static <U extends Unit<?>> U customUnits(U unit) {
        UNITS.add(unit);
        return unit;
    }

    @Override
    public Set<Unit<?>> getUnits() {
        return Collections.unmodifiableSet(UNITS);
    }

    public static final Unit<Energy> KILOCALORIE = customUnits(SI.JOULE.times(4184));
    public static final Unit<Energy> KILOJOULE = customUnits(SI.JOULE.times(1000));

    // Food units expressed as energy
    public static final Unit<Energy> CARBOHYDRATE_ENERGY = customUnits(KILOCALORIE.times(4));
    public static final Unit<Energy> PROTEIN_ENERGY = customUnits(KILOCALORIE.times(4));
    public static final Unit<Energy> FAT_ENERGY = customUnits(KILOCALORIE.times(9));

    // Food units expressed as mass
    public static final Unit<Mass> CARBOHYDRATE_MASS = customUnits(SI.GRAM);
    public static final Unit<Mass> PROTEIN_MASS = customUnits(SI.GRAM);
    public static final Unit<Mass> FAT_MASS = customUnits(SI.GRAM);
}

Main.java：

public static void main(String[] args) {

    Amount<?> carbEnergyUnit = Amount.valueOf(1, CustomUnits.CARBOHYDRATE_ENERGY);
    Amount<?> carbEnergyCalorie = carbEnergyUnit.to(CustomUnits.KILOCALORIE);
    Amount<?> carbEnergyKJ = carbEnergyUnit.to(CustomUnits.KILOJOULE);
    Amount<?> carbEnergyJoules = carbEnergyUnit.to(SI.JOULE);

    System.out.println(carbEnergyUnit.getExactValue() + "g of carb");       // 1g of carb
    System.out.println(carbEnergyCalorie.getExactValue() + " Calorie");     // 4 Calorie
    System.out.println(carbEnergyKJ.getEstimatedValue() + " KiloJoules");   // 16.735999999999997 KiloJoules
    System.out.println(carbEnergyJoules.getExactValue() + " Joules");       // 16736 Joules

    // Exception in thread "main" javax.measure.converter.ConversionException: lb is not compatible with J*16736
    UnitConverter toCarb = NonSI.POUND.getConverterTo(CustomUnits.CARBOHYDRATE_ENERGY);
    double result = toCarb.convert(4);
    System.out.println(result);
}

Answer 1

看起来JScience 发现您试图将Unit<Mass> 转换为Unit<Energy>，这在默认PhysicalModel 中是被禁止的。

另一种方法是为FoodEnergy 的各个单元创建一个新的Quantity：

public static final Unit<Energy> KILOCALORIE = SI.JOULE.times(4184);

public interface FoodEnergy extends Quantity {

    public final static Unit<FoodEnergy> UNIT
        = (Unit<FoodEnergy>) SI.GRAM.times(KILOCALORIE);
}

private static final Unit<FoodEnergy> PROTEIN_ENERGY = FoodEnergy.UNIT.times(4);
private static final Unit<FoodEnergy> ETHANOL_ENERGY = FoodEnergy.UNIT.times(7);
…

然后您可以结合特定能源的贡献：

Amount<FoodEnergy> beer =
    Amount.valueOf(2, PROTEIN_ENERGY).plus(
    Amount.valueOf(14, ETHANOL_ENERGY));
System.out.println(beer.to(FoodEnergy.UNIT).getEstimatedValue() + " Calories");

打印105.99999999999997 Calories。通过将NonSI.POUND 转换为SI.GRAM，您可以找到一磅蛋白质的卡路里：

double grams = NonSI.POUND.getConverterTo(SI.GRAM).convert(1);
Amount<FoodEnergy> pound = Amount.valueOf(grams, PROTEIN_ENERGY);
System.out.println(pound.to(FoodEnergy.UNIT).getEstimatedValue() + " Calories");

打印1814.3694799999998 Calories。最后，您可以从FoodEnergy.UNIT 中恢复焦耳数：

System.out.println(FoodEnergy.UNIT.divide(SI.GRAM));

打印J*4184，或

System.out.println(FoodEnergy.UNIT.divide(SI.GRAM).toStandardUnit().convert(1));

打印4184.0。