代价数百万的单位转换错误

单位转换看似微不足道，直到出错为止。一个放错位置的小数点、一个混淆的单位制或一个错误的时区，都可能带来从小型 bug 到灾难性故障的各种后果。这些真实案例说明了为什么仔细处理单位至关重要。

著名的单位转换灾难

火星气候轨道器（1999年）— 3.276 亿美元

NASA 的火星气候轨道器在火星大气层中解体，原因是一个团队使用了英制单位（磅力·秒），而另一个团队期望的是公制单位（牛顿·秒）。导航软件错误地计算了推力，导致航天器进入的轨道低了 170 公里。

教训：始终在接口和文档中明确指定单位。永远不要假设。

基姆利滑翔机（1983年）— 险些酿成灾难

一架加拿大航空的波音 767 在飞行途中燃油耗尽，原因是地勤人员以磅为单位计算燃油，而不是千克。飞机需要 22,300 千克燃油，但实际加注了 22,300 磅（约 10,100 千克）— 不到所需量的一半。

飞行员将失去动力的飞机滑翔到马尼托巴省基姆利的一个前空军基地安全着陆。

哥伦布与里格

克里斯托弗·哥伦布严重低估了到亚洲的距离，部分原因是他把阿拉伯英里（约 1.8 公里）与较短的罗马英里（约 1.5 公里）混淆了。他计算的到日本的距离约为 3,700 公里 — 实际距离超过 19,000 公里。

开发者常见错误

1. 字节与比特

网络速度以比特每秒（Mbps）为单位，而存储以字节（MB）为单位。100 Mbps 的连接每秒传输约 12.5 MB。

100 Mbps ÷ 8 = 12.5 MB/s

许多用户混淆这些单位，不明白为什么他们的"100 Mbps"连接在下载文件时看起来很慢。

2. 千字节：1000 还是 1024

存在两种竞争标准：

前缀	十进制（SI）	二进制（IEC）
K	1,000 字节（kB）	1,024 字节（KiB）
M	1,000,000 字节（MB）	1,048,576 字节（MiB）
G	1,000,000,000 字节（GB）	1,073,741,824 字节（GiB）

你的"500 GB"硬盘有 500,000,000,000 字节，即 465.66 GiB — 这就是为什么操作系统显示的容量比标签少。

3. 温度转换

摄氏度到华氏度的公式是常见的 bug 来源：

°F = (°C × 9/5) + 32
°C = (°F - 32) × 5/9

某些语言中的整数除法可能导致错误：如果两个操作数都是整数，9/5 可能等于 1 而不是 1.8。

4. 时区偏移

并非所有时区都是 UTC 的整小时偏移：

印度：UTC+5:30
尼泊尔：UTC+5:45
查塔姆群岛：UTC+12:45

假设整小时偏移会导致数百万用户的应用出错。

5. 货币精度

金融计算必须使用精确的十进制运算，而不是浮点数：

// 错误
0.1 + 0.2 = 0.30000000000000004

// 正确 - 使用整数分
const total = 10 + 20; // 30 分
const display = (total / 100).toFixed(2); // "0.30"

使用我们的单位转换器安全地进行单位转换。

开发者最佳实践

1. 以标准单位存储

在内部，每个量纲使用一个规范单位：

长度：米
重量：千克（或克）
温度：开尔文或摄氏度
时间：秒（或 Unix 时间戳）
货币：最小面额（分）

仅在展示层转换为显示单位。

2. 使单位明确

# 不好 - 含糊不清
distance = 5000
timeout = 30

# 好 - 清晰明了
distance_meters = 5000
timeout_seconds = 30

# 更好 - 类型安全
from dataclasses import dataclass

@dataclass
class Distance:
    meters: float
    
    @property
    def kilometers(self):
        return self.meters / 1000
    
    @property
    def miles(self):
        return self.meters / 1609.344

3. 在边界处验证

从外部来源（API、用户输入、文件）接收单位值时，立即验证：

def process_temperature(value: float, unit: str) -> float:
    if unit == "celsius":
        return value
    elif unit == "fahrenheit":
        return (value - 32) * 5 / 9
    elif unit == "kelvin":
        return value - 273.15
    else:
        raise ValueError(f"Unknown temperature unit: {unit}")

4. 使用库

对于复杂的转换，使用成熟的库而不是手动实现转换：

Python：pint（带单位的物理量）
JavaScript：convert-units
Java：javax.measure（JSR-385）

常见问题

为什么美国仍然使用英制单位？

1975 年的美国公制转换法案将公制采用定为自愿而非强制。行业阻力、改造成本以及公众对英制单位的熟悉度减缓了采用进程。如今，科学、医学和军事使用公制，而日常测量仍然使用英制。目前唯一没有正式采用公制的其他国家是缅甸和利比里亚。

如何在多语言应用中处理单位转换？

在内部以标准单位存储值。在显示层，检查用户的区域设置或偏好来确定显示单位。某些区域有明确的惯例（欧洲用公制，美国用英制），但始终允许用户覆盖默认设置。对于温度，某些地区（美国）默认使用华氏度，而世界大部分地区使用摄氏度。