坐标系统与单位规范

坐标系统与单位规范

【免费下载链接】gdsfactory python library to design chips (Photonics, Analog, Quantum, MEMs, ...), objects for 3D printing or PCBs. 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/gd/gdsfactory

• 长度单位：微米（μm）
• 旋转单位：度（°），范围[-180, 180]
• 角度表示：优先使用正角度（逆时针旋转）
• 参数命名：所有角度参数需添加_deg后缀（如rotation_deg）

### 类型注解强化

使用Python类型注解扩展，创建语义化角度类型：

```python
from typing import NewType

Degrees = NewType('Degrees', int)  # 度为单位的角度
Radians = NewType('Radians', float)  # 弧度为单位的角度

# 使用类型注解
def safe_rotate(component, rotation: Degrees):
    component.rotate(rotation)

# 调用时明确类型
safe_rotate(straight, rotation=Degrees(90))

自动化检测脚本

添加pre-commit钩子检测模糊的旋转参数使用：

# .pre-commit-config.yaml
repos:
- repo: local
  hooks:
  - id: check-rotation-units
    name: Check rotation units
    entry: python scripts/check_rotation_units.py
    language: system
    files: '.*\.py$'

检测脚本核心逻辑：

# scripts/check_rotation_units.py
import re
import sys

def check_rotation_units(file_path):
    with open(file_path) as f:
        content = f.read()
    
    # 检测未标注单位的rotation参数
    pattern = r'rotation\s*=\s*\d+\s*[,)]'
    if re.search(pattern, content):
        print(f"警告: {file_path} 中发现未标注单位的rotation参数")
        return 1
    return 0

sys.exit(check_rotation_units(sys.argv[1]))

总结与展望

gdsfactory的grid()函数旋转参数单位问题，反映了科学计算与工程设计在单位系统上的天然矛盾。通过本文提供的：

1. 显式单位标注法
2. 类型安全转换机制
3. 自动化检测工具

可有效规避此类问题。未来版本中，建议gdsfactory官方采用更明确的参数设计：

# 理想的API设计
def grid(
    # ...
    rotation_deg: int = 0,  # 明确标注单位
    # 或提供单位选择参数
    rotation_unit: Literal['deg', 'rad'] = 'deg',
):
    pass

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