13.4.2.1 使用计量单位

13.4.2.1 使用计量单位

在 F# 中，使用计量单位很容易，这就是为什么我们在这一章看只是简单地介绍一下的原因。声明计量使用 type 关键字，加专有的特性。严格地说，计量并不是类型，但我们可以将其用作为另一种类型的部分使用。我们首先定义两个简单的计量，表示公里和小时：

[<Measure>] type km
[<Measure>] type h

可以发现，使用 Measure 特性描述的类型是计量。这是一个专有特性，F# 编译器能够理解。我们不一定要自己定义单位，可以使用 FSharp.PowerPack.dll 库中的标准集，但是现在，我们将自己声明。有了单位 km 和 h 以后，就可以创建表示公里或小时的值了。清单 13.15 显示了创建带单位的值，并写一个函数，用这些参与计算。

清单13.15 使用计量单位的计算 (F#)

> let length = 9.0<km>;;     [1]
val length : float<km> = 9.0

> length * length;;     [2]
val it : float<km^2> = 81.0

> let distanceInTwoHours(speed:float<km/h>) =     [3]
   speed * 2.0<h>;; 
val distanceInTwoHours : float<km/h> -> float<km>    [4]

> distanceInTwoHours(30.0<km/h>);; 
val it : float<km> = 60.0

描述数值常量的单位时，值的后面加上括在尖括号角中的单位[1]。我们首先定义了一个表示在长度的值，以公里计。如果计算使用带单位的值，F# 能自动推断出结果的单位，因此，可以发现，距离乘了两次，得出的面积以平方公里计[2]。描述单位时，可以使用常规表示，即，用 ^ 表示乘方，用 / 表示除法，乘法写成并列单位。
下一个示例表明，函数的参数可以包括单位信息。我们的示例函数的参数为速度，返回两小时行走的路程[3]。我们指定参数以公里每小时计，因此，增加了包含单位的类型注解，把单位放在尖括号中，与指定类型参数值时的方式相同，比如 list 类型。F# 编译器能够推断出返回的类型[4]，就像处理普通类型一样。通常，当我们阅读代码时，能够为我们理解函数功能提供线索；另外，这也是写函数时重要的检查，可以避免犯低级错误：如果我们试图计算距离，但最后返回类型的单位是时间，那就肯定错了。
在世界银行的数据中，我们将使用 km^2 表示国家总面积的单位。到目前为止，一切顺利，但是，我们想要的第二个指标是以百分比的形式提供的，那么，应该如何指定百分比的单位呢？虽然，计量单位主要是用来表示物理量的，但也可以用它们来表示百分比：

[<Measure>] type percent
let coef = 33.0<percent>

这段代码创建表示百分比的单位，然后，定义了常量 coef，是值的 33%。严格地说，以百分比计的值没有单位，因为，这是一个系数，把它定义成单位很有用。为了演示，我们计算 50 公里距离的 33%。由于 coef 表示系数，可以简单地把两个值乘起来：

> 50.0<km> * coef;;
val it : float<km percent> = 1650.0

很明显这是错误的。我们期望的结果以公里计，但是，从推导出的类型可以发现，结果是以公里乘以新的单位 percent。另外，从交互运行的代码还可以看到，数值太大，而计量单位的重要性就在于，我们可以在类型检查期间就发现错误，而不必等到程序实际运行时。那么，哪里出问题了呢？百分比值表示系数乘以 100；要正确写出计算，需要把值除以 100 percent：

> 50.0<km> * coef / 100.0<percent>;;
val it : float<km> = 16.5

可以发现，现在好多了。结果除以 100 percent，这样，在结果中就没有 percent单位了。F# 自动化简单位，知道 km percent/percent 等于 km。此示例演示了使用计量单位的重要原因：就像其他类型一样，能够有帮于尽早捕获大量的错误。

注意

计量单位还有很多其他重要的功能，在这个简介中我们没有涉及到。例如，可以定义派生单位，比如 N（表示力，以牛顿计），这实际上就是 kg m/s^2；在函数或类型中，泛型类型参数使用单位，也是可能的。有关计量单位的详细信息，请参阅 F# 联机文档，和架构师 Andrew Kennedy 关于该功能的博客（http://blogs.msdn.com/andrewkennedy）。

现在，我们回到主要的示例，把下载的数据转换成有单位的类型化形式。我们将使用原子单位 percent 表示地区森林覆盖，用单位 km^2 表示面积。