Qt 시간 및 전압 단위변환 프로그램 예제

단위의 개념

이번 포스팅에서는 Qt 프로그램 구현 시 시간이나 전압 단위를 변환하는 방법에 대해 설명드리겠습니다.
단위란 어떤 물리량이나 수량의 크기의 기준을 말하는데, 국제단위계에서는 시간, 길이, 질량, 전류 등  7개의 기본 단위가 정의되어 있습니다.

 

시간의 단위에서 1ms 는 1/1000초, 1us는 1/1000000초, 1ns는 1/1000000000초의 값을 가지고 ,

단위에 따른 양의 차이를 기준으로 각 단위별 값을 나타내면 아래와 같습니다.

1s = 1000ms = 1000000us = 1000000000ns (시간)

1m = 1000mm = 1000000um = 1000000000nm (길이)

1g = 1000mg = 1000000ug = 1000000000ng (질량)

1V = 1000mV = 1000000uV = 1000000000nV (전압)

...

 

프로그램을 만들다보면 다양한 입력값에 따라서 단위를 제어해야 할 경우가 생기는데,

예를 들어 시간 단위에서 0.000003s, 0.003ms, 3us는 모두 동일한 값이고, 전압 단위에서 3V, 3000mV, 3000000uV도 동일한 값입니다.

각 단위의 양의 크기를 쉽게 나타내기 위해 SI 접두어가 사용된 것 입니다.

 

위 예시의 경우 사용자가 입력하는 시간이나 전압의 입력값은 다르지만 단위 변환 후, 결과값은 모두 같다는 점입니다.

이 때 프로그램의 동작에 따라 각각의 단위를 변환하여 값을 비교해 단위에 따라 계산을 해주어야 합니다.

 

프로그램 구현

초 입력시 모두 Sec로, 전압 입력시 V로 단위를 변환하는 예제를 구현하였습니다.

프로그램에서 마이너스 값의 변환도 지원하는데, 결과값은 사용자의 입력을 받은 값과 단위를 변환하여 Sec 및 V의 단위로 출력합니다.
아래는 예는 입력값에 대한 출력 기대값입니다.

ex) 500ms -> 0.5sec
       0.83ms -> 0.00083sec
       -0.0003mV -> -3e-07V = -0.0000003V

 

사용자가 입력 시 UnitSeperation() 함수에서 값과 단위를 나누어 저장합니다.
단위가 나누어지면 UnitValueCheck() 함수에서 단위에 따라 종류 값을 임의로 설정하고, 
UnitCalculation() 함수에서 설정된 값에 따라 음수와 양수, 소수와 정수 부분에 따라 계산하는 동작을 수행합니다.

 

위 방법을 이용하면 사용자가 입력한 값이 기대치에서 벗어나면 오류를 발생시킨다든지,

다시 입력을 요구하는 상황을 설정할 수 있습니다. 

프로그램에서 시간의 단위로 s, ms, us, ns, ps를 지원하고, 전압의 단위는 V, mV, uV, nV, pV를 지원합니다.

 

결과 화면

 

 

 

전체 코드

#include <QCoreApplication>
#include <iostream>
 
QString UnitCalculation(QString, int);
QString UnitSeperation(QString);
int UnitValueCheck(QString);
QString m_strval;
 
int main()
{
    char input[32];
    int unitkind = 0;
 
    QString strval  = "";
    QString strunit = "";
    double inputvalue  = 0;
 
    std::cout << "Insert time and unit: ";
    std::cin >> input;
 
    strunit = UnitSeperation(QString(input));
    unitkind = UnitValueCheck(strunit);
    strval = UnitCalculation(m_strval, unitkind);
 
    inputvalue = strval.toDouble();
 
    if(strunit.contains("s"))
        std::cout << inputvalue << "sec" << std::endl;
    else
        std::cout << inputvalue << "V" << std::endl;
}
 
int UnitValueCheck(QString strunit)
{
    int nkind = 0;
 
    if(strunit == "ps")
        nkind = 1;
    else if(strunit == "ns")
        nkind = 2;
    else if(strunit == "us")
        nkind = 3;
    else if(strunit == "ms")
        nkind = 4;
    else if(strunit == "s")
        nkind = 5;
 
    if(strunit == "pV")
        nkind = 1;
    else if(strunit == "nV")
        nkind = 2;
    else if(strunit == "uV")
        nkind = 3;
    else if(strunit == "mV")
        nkind = 4;
    else if(strunit == "V")
        nkind = 5;
 
    return nkind;
}
 
QString UnitSeperation(QString str)
{
    QString strunit = "";
    QString stralp = str.toLower();
    QString strnum = str;
 
    // alpabet start
    if(str.endsWith("ps") ||
       str.endsWith("ns") ||
       str.endsWith("us") ||
       str.endsWith("ms") ||
       str.endsWith("s" ) ||
       str.endsWith("pV") ||
       str.endsWith("nV") ||
       str.endsWith("uV") ||
       str.endsWith("mV") ||
       str.endsWith("V" ))
    {
        strnum.replace(QRegExp("[A-Z, a-z]"), "");
        stralp.replace(QRegExp("[0-9, . -]"), "");
    }
    else
    {
        strunit = "";
        return strunit;
    }
 
    if     (stralp.compare("s") == 0)         strunit = "s";
    else if(stralp.compare("ps") == 0)        strunit = "ps";
    else if(stralp.compare("ns") == 0)        strunit = "ns";
    else if(stralp.compare("us") == 0)        strunit = "us";
    else if(stralp.compare("ms") == 0)        strunit = "ms";
    else if(stralp.compare("v") == 0)         strunit = "V";
    else if(stralp.compare("pv") == 0)        strunit = "pV";
    else if(stralp.compare("nv") == 0)        strunit = "nV";
    else if(stralp.compare("uv") == 0)        strunit = "uV";
    else if(stralp.compare("mv") == 0)        strunit = "mV";
    else                                      strunit = "";    // error
 
    if(strunit.compare("") != 0)
        m_strval = strnum;
 
    return strunit;
}
 
QString UnitCalculation(QString num1, int nkind)
{
    int n = 0;
    switch(nkind)
    {
    case 1:
        n = -12; // ps, pV
        break;
    case 2:
        n = -9;  // ns, nV
        break;
    case 3:
        n = -6;  // us, uV
        break;
    case 4:
        n = -3;  // ms, mV
        break;
    case 5:
        n = 0;   // s, V
        break;
    }
 
    QString strreturnval = "";
    double num1_double = num1.toDouble();
    int n_cnt = abs(n);
    int size = (num1.length()+ n_cnt) * 2;
    char *strarr = new char[size]();
 
    if(n == 0)
        return num1;
 
    int num1_length = 0;
    if(num1_double > 0)
    {
        num1_length = (int)(log10(num1_double)+1);
    }
    else if (num1_double < 0)
    {
        num1_length = num1.length()-1;
    }
 
    if(num1.contains('.'))
    {
        QStringList strlist = num1.split('.');
        int num1_length = 0;
 
        if (num1_double < 0)
            num1_length = strlist[0].length();
        else
            num1_length = strlist[0].length();
 
        if(n_cnt >= num1_length)
        {
            if (num1_double < 0)
                strcat(strarr, "-0.");
            else
                strcat(strarr, "0.");
 
            if (num1_double < 0)
                num1_length = num1_length-1;
 
            for(int i = 0; i<n_cnt-num1_length; i++)
                strcat(strarr, "0");
 
            if (num1_double < 0)
                strcat(strarr, strlist[0].right(strlist[0].length()-1).toStdString().data() );
            else
                strcat(strarr, strlist[0].right(strlist[0].length()).toStdString().data() );
 
            strcat(strarr, strlist[1].toStdString().data() );
        }
        else
        {
            if (num1_double < 0)
                strcat(strarr, (strlist[0].left(num1_length - n_cnt + 1)).toStdString().data() );
            else
                strcat(strarr, (strlist[0].left(num1_length - n_cnt)).toStdString().data() );
 
            strcat(strarr, "." );
            strcat(strarr, (strlist[0].right(n_cnt)).toStdString().data() );
            strcat(strarr, strlist[1].toStdString().data() );
        }
    }
    else
    {
        if( num1_length > n_cnt )
        {
            if (num1_double > 0)
                strcat(strarr, (num1.left(num1_length-n_cnt)).toStdString().data());
            else if (num1_double < 0)
                strcat(strarr, (num1.left(num1_length-n_cnt +1)).toStdString().data());
 
            strcat(strarr, ".");
            strcat(strarr, (num1.right(n_cnt)).toStdString().data() );
        }
        else if( num1_length <= n_cnt )
        {
            if(num1_double > 0)
                strcat(strarr,"0.");
            else if (num1_double < 0)
                strcat(strarr,"-0.");
 
            for(int i = 0; i<n_cnt-num1_length; i++)
                strcat(strarr, "0");
 
            if(num1_double > 0)
                strcat(strarr, num1.toStdString().c_str());
            else if (num1_double < 0)
                strcat(strarr, num1.right(num1_length).toStdString().c_str() );
        }
    }
 
    strreturnval = QString(strarr);
    delete[] strarr;
    return strreturnval;
}