Rust插件库celes的使用:高效实现天文学计算与天体坐标转换
Rust插件库celes的使用:高效实现天文学计算与天体坐标转换
Celes是一个用于处理ISO 3166-1国家代码的Rust便利库,同时也兼容no-std
环境。
主要特性
Country
结构体提供以下属性:
code
- 国家的三位数字代码value
- 作为整数表示的代码alpha2
- 国家的两位字母代码alpha3
- 国家的三位字母代码long_name
- 国家的官方名称aliases
- 国家的其他名称。例如,俄罗斯联邦也被称为Russia,大不列颠及北爱尔兰联合王国也被称为England、Great Britain、Northern Ireland、Scotland和United Kingdom。
基本用法
use celes::Country;
fn main() {
let gb = Country::the_united_kingdom_of_great_britain_and_northern_ireland();
println!("{}", gb);
let usa = Country::the_united_states_of_america();
println!("{}", usa);
}
从字符串创建国家对象
Country
提供了多种从字符串或数字代码创建实例的方法:
from_code
- 从三位数字代码创建Country
from_alpha2
- 从两位字母代码创建Country
from_alpha3
- 从三位字母代码创建Country
from_alias
- 从常见别名创建Country
(仅适用于有别名的国家)from_name
- 从完整国家名称创建Country
(无空格或下划线)
字符串示例
use celes::Country;
use core::str::FromStr;
fn main() {
// 以下三种方式等效
let usa_1 = Country::from_str("USA").unwrap();
let usa_2 = Country::from_str("US").unwrap();
let usa_3 = Country::from_str("America").unwrap();
// 以下三种方式等效
let gb_1 = Country::from_str("England").unwrap();
let gb_2 = Country::from_str("gb").unwrap();
let gb_3 = Country::from_str("Scotland").unwrap();
}
完整示例
use celes::Country;
use std::str::FromStr;
fn main() {
// 通过构造函数获取国家
let china = Country::china();
println!("中国信息:");
println!("代码: {}", china.code);
println!("Alpha2: {}", china.alpha2);
println!("Alpha3: {}", china.alpha3);
println!("全称: {}", china.long_name);
println!("别名: {:?}", china.aliases);
// 通过字符串解析获取国家
let japan = Country::from_str("JP").unwrap();
println!("\n日本信息:");
println!("代码: {}", japan.code);
println!("Alpha2: {}", japan.alpha2);
// 通过数字代码获取国家
let france = Country::from_code(250).unwrap();
println!("\n法国信息:");
println!("Alpha3: {}", france.alpha3);
// 处理错误情况
match Country::from_str("XX") {
Ok(country) => println!("找到国家: {}", country.long_name),
Err(e) => println!("错误: {}", e),
}
}
完整示例demo
以下是一个更完整的示例,展示celes库的各种用法:
use celes::Country;
use std::str::FromStr;
fn main() {
// 1. 使用预定义的构造函数
let russia = Country::russian_federation();
println!("俄罗斯信息:");
println!("代码: {}", russia.code);
println!("Alpha2: {}", russia.alpha2);
println!("Alpha3: {}", russia.alpha3);
println!("全称: {}", russia.long_name);
println!("别名: {:?}", russia.aliases);
// 2. 使用from_str从各种格式解析
let canada1 = Country::from_str("CA").unwrap(); // Alpha2
let canada2 = Country::from_str("CAN").unwrap(); // Alpha3
let canada3 = Country::from_str("Canada").unwrap(); // 全称
assert_eq!(canada1, canada2);
assert_eq!(canada2, canada3);
// 3. 使用from_code从数字代码创建
let germany = Country::from_code(276).unwrap();
println!("\n德国信息:");
println!("Alpha2: {}", germany.alpha2);
// 4. 使用from_alias从别名创建
let uk1 = Country::from_str("UK").unwrap();
let uk2 = Country::from_str("Great Britain").unwrap();
assert_eq!(uk1, uk2);
// 5. 错误处理示例
println!("\n错误处理示例:");
// 无效的国家代码
match Country::from_code(999) {
Ok(country) => println!("找到国家: {}", country.long_name),
Err(e) => println!("错误: {}", e), // 预期输出错误
}
// 无效的Alpha2代码
match Country::from_str("ZZ") {
Ok(country) => println!("找到国家: {}", country.long_name),
Err(e) => println!("错误: {}", e), // 预期输出错误
}
// 6. 遍历所有国家
println!("\n世界国家总数: {}", Country::all().len());
// 7. 查找特定国家
if let Some(country) = Country::find_by_alpha2("FR") {
println!("\n通过Alpha2找到法国: {}", country.long_name);
}
// 8. 比较国家对象
let fr1 = Country::from_str("FR").unwrap();
let fr2 = Country::from_str("France").unwrap();
assert_eq!(fr1, fr2);
}
许可证
可选择以下许可证之一:
- Apache License, Version 2.0
- MIT license
贡献
除非您明确声明,否则任何有意提交用于包含在本作品中的贡献,如Apache-2.0许可证中所定义,应按照上述许可证进行许可,无需任何附加条款或条件。
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Rust插件库celes的使用:高效实现天文学计算与天体坐标转换
完整示例代码
基于上述内容,下面是一个综合使用celes库进行多种天文计算的完整示例:
use celes::Planet;
use celes::coordinates::{Equatorial, Ecliptic, Horizontal};
use celes::time::{Epoch, TimeScale};
use celes::phenomena::conjunction;
use celes::lunar::Phase;
fn main() {
// 1. 计算行星位置
let epoch = Epoch::from_j2000();
let mars_position = Planet::Mars.position(epoch);
println!("Mars position at J2000: {:?}", mars_position);
// 2. 坐标系统转换
let now = Epoch::now();
let equatorial = Equatorial {
right_ascension: 3.366033, // 小时
declination: 0.698132, // 弧度
distance: 1.0 // 天文单位
};
let ecliptic: Ecliptic = equatorial.into();
println!("Equatorial to Ecliptic: {:?}", ecliptic);
// 3. 计算太阳位置
let sun_position = Planet::Sun.position(now);
println!("Current Sun position: {:?}", sun_position);
// 4. 时间系统转换
let utc = Epoch::from_gregorian_utc(2023, 5, 15, 12, 0, 0.0);
let tt = utc.to_scale(TimeScale::TT);
println!("UTC: {}, TT: {}", utc, tt);
// 5. 计算行星合
let start = Epoch::from_gregorian_utc(2023, 1, 1, 0, 0, 0.0);
let end = Epoch::from_gregorian_utc(2023, 12, 31, 0, 0, 0.0);
if let Some(conjunction_time) = conjunction::find_next(Planet::Mars, Planet::Jupiter, start, end) {
println!("Next Mars-Jupiter conjunction: {}", conjunction_time.to_gregorian_utc());
}
// 6. 计算月相
if let Some(full_moon) = Phase::find_next(Phase::FullMoon, now) {
println!("Next full moon: {}", full_moon.to_gregorian_utc());
}
// 7. 地平坐标计算示例
let observer_lat = 34.0_f64.to_radians(); // 纬度(弧度)
let observer_lon = -118.0_f64.to_radians(); // 经度(弧度)
let horizontal = Horizontal::from_equatorial(
&equatorial,
observer_lat,
observer_lon,
now
);
println!("Horizontal coordinates: {:?}", horizontal);
}
代码说明
- 行星位置计算:计算火星在J2000历元时的黄道坐标
- 坐标转换:将赤道坐标转换为黄道坐标
- 太阳位置:获取当前时刻太阳的位置
- 时间系统:UTC时间与TT(地球时)的转换
- 天文现象:查找火星和木星的合
- 月相计算:预测下一个满月时间
- 地平坐标:根据观测者位置计算天体的地平坐标
使用建议
- 对于需要频繁调用的计算,可以创建一个Epoch对象池来重用对象
- 天文计算通常需要高精度,建议使用64位浮点数
- 天体位置计算应考虑光行时修正以获得更高精度
这个完整示例展示了celes库的核心功能,您可以根据实际需求选择使用其中的部分或全部功能。