Проверка температуры в iOS: абсолютные значения, разности и форматирование

Если приложение погоды или приложение для работы с датчиками показывает «потепление на пятьдесят градусов Фаренгейта» вместо «потепления на десять градусов Цельсия», причина обычно не в форматировании: разность температур пересчитали как абсолютное значение. На облачном Mac можно сначала закрепить правила расчёта в отдельном пакете тестов Swift, а затем подключить их к проекту iOS. Для этого не нужны ни подключённый датчик, ни запущенный симулятор.

Разделите показания и изменения температуры

При преобразовании абсолютной температуры учитываются и масштаб, и смещение начала отсчёта: ноль градусов Цельсия соответствует тридцати двум градусам Фаренгейта. Для разности температур меняется только масштаб: повышение на десять градусов Цельсия соответствует повышению на восемнадцать градусов Фаренгейта. Тип Measurement<UnitTemperature> из Foundation представляет показание температуры и не определяет по имени переменной, хранится ли в ней изменение.

В модели стоит явно разделить reading и delta, а в документации интерфейса указать единицы измерения. В бизнес-логике храните неформатированные числовые значения, а число знаков после запятой выбирайте только при отображении. Не превращайте текст интерфейса вроде «двадцать три с половиной градуса» обратно в исходные данные для расчётов.

Разность температур может быть отрицательной, а абсолютную температуру ниже абсолютного нуля нужно отклонять. Для этих двух полей нельзя использовать одинаковые проверки диапазона.

Приведённая ниже проверка рассчитана на физическую температуру. Если продукт работает с результатами математической экстраполяции, задайте для них отдельный диапазон, а не ослабляйте незаметно проверку входных данных.

Создайте тестовый пакет, не зависящий от интерфейса

Сначала проверьте инструментарий и создайте пакет в отдельном каталоге, чтобы не менять конфигурацию существующего проекта. Для выполнения команд должны быть установлены работоспособные инструменты командной строки Xcode. Тесты будут использовать выбранный в данный момент инструментарий Swift.

xcrun swift --version
workdir="$(mktemp -d)"
cd "$workdir"
swift package init --type library --name TemperatureChecks

Сохраните сгенерированные файлы, а код из следующего раздела запишите в Tests/TemperatureChecksTests/TemperatureContractTests.swift. Он зависит только от Foundation и XCTest; подключать внешние пакеты не требуется.

Отдельный пакет проверяет правила преобразования, но не подтверждает корректность отображения в iOS. После переноса в проект тесты должны вызывать рабочую реализацию. Иначе две копии функций могут изменяться независимо, а тесты продолжат проверять устаревшую.

Закрепите правила опорными значениями и обратным преобразованием

Для абсолютной температуры сначала проверяется конечность значения, затем оно переводится в кельвины для проверки нижней физической границы. Для разности температур смещение устраняется вычитанием преобразованной нулевой точки из преобразованной конечной точки. Этот приём применяется здесь только к линейному преобразованию температуры; переносить его без проверки на произвольные модели единиц нельзя.

import Foundation
import XCTest

private enum TemperatureError: Error {
    case invalidReading
}

private func kelvin(
    _ value: Double,
    from unit: UnitTemperature
) throws -> Double {
    guard value.isFinite else {
        throw TemperatureError.invalidReading
    }
    let result = Measurement(value: value, unit: unit)
        .converted(to: .kelvin).value
    guard result.isFinite, result >= 0 else {
        throw TemperatureError.invalidReading
    }
    return result
}

private func temperatureDelta(
    _ value: Double,
    from source: UnitTemperature,
    to target: UnitTemperature
) -> Double {
    let endpoint = Measurement(value: value, unit: source)
        .converted(to: target).value
    let origin = Measurement(value: 0, unit: source)
        .converted(to: target).value
    return endpoint - origin
}

final class TemperatureContractTests: XCTestCase {
    func testReferencePoints() throws {
        let freezing = Measurement(
            value: 0,
            unit: UnitTemperature.celsius
        ).converted(to: .fahrenheit).value
        XCTAssertEqual(freezing, 32, accuracy: 1e-9)
        XCTAssertEqual(
            try kelvin(0, from: .celsius),
            273.15,
            accuracy: 1e-9
        )
        XCTAssertEqual(
            try kelvin(-273.15, from: .celsius),
            0,
            accuracy: 1e-9
        )
    }

    func testTemperatureDeltas() {
        for value in [-10.0, 0.0, 10.0] {
            XCTAssertEqual(
                temperatureDelta(
                    value,
                    from: .celsius,
                    to: .fahrenheit
                ),
                value * 1.8,
                accuracy: 1e-9
            )
        }
    }

    func testRoundTrip() {
        for value in [-40.0, 0.0, 37.0, 100.0] {
            let original = Measurement(
                value: value,
                unit: UnitTemperature.celsius
            )
            let restored = original.converted(to: .fahrenheit)
                .converted(to: .celsius)
            XCTAssertEqual(
                restored.value,
                value,
                accuracy: 1e-9
            )
        }
    }

    func testInvalidReadings() {
        for value in [
            Double.nan,
            Double.infinity,
            -Double.infinity,
            -274.0
        ] {
            XCTAssertThrowsError(
                try kelvin(value, from: .celsius)
            )
        }
    }
}

В корневом каталоге пакета выполните swift test. Допуск в проверках нужен для учёта погрешности вычислений с плавающей точкой, а не для задания допустимой ошибки бизнес-логики. Точность датчика следует определять отдельно: нельзя скрывать ошибки, увеличивая допуск в утверждениях теста.

Проверка преобразования туда и обратно тоже не заменяет опорные значения: если ошибки в двух направлениях взаимно компенсируются, такой тест может пройти. Сохраните как минимум четыре категории примеров: нулевая точка, отрицательные значения, известные опорные значения и недопустимый ввод. На входе для разности температур также нужно отдельно отклонять неконечные значения. Приведённая вспомогательная функция показывает только преобразование и не отвечает за проверку входных данных.

Проверяйте локализацию отдельно от числовой точности

Сохраните следующий код в файле format-temperature.swift в каталоге пакета и запустите командой swift format-temperature.swift. Здесь явно задаются градусы Цельсия, чтобы региональные настройки не меняли единицу автоматически и проверка касалась только правил отображения.

import Foundation

for identifier in ["zh_CN", "en_US", "fr_FR"] {
    let locale = Locale(identifier: identifier)
    let formatter = MeasurementFormatter()
    formatter.locale = locale
    formatter.unitOptions = .providedUnit
    formatter.unitStyle = .short
    formatter.numberFormatter.locale = locale
    formatter.numberFormatter.minimumFractionDigits = 1
    formatter.numberFormatter.maximumFractionDigits = 1

    let reading = Measurement(
        value: 23.45,
        unit: UnitTemperature.celsius
    )
    print(identifier, formatter.string(from: reading))
}

Проверьте десятичный разделитель, обозначение единицы и пробелы, но не рассчитывайте на посимвольное совпадение всей строки в разных версиях системы. Если нужны проверки по снимкам, вместе с ними фиксируйте версию системы и идентификатор локали.

Не передавайте разность температур форматтеру абсолютной температуры в расчёте на неявную обработку. Сначала вычислите разность в нужных единицах, затем используйте числовой форматтер и локализованные ресурсы, явно обозначив «разность температур». Для отрицательного нуля также нужно правило продукта: если после округления отображается ноль, решение об удалении минуса должно единообразно применяться на уровне отображения.

При интеграции в проект соблюдайте три границы ответственности

Во-первых, исходные данные обязательно должны содержать единицу измерения. Неизвестную единицу нельзя по умолчанию считать градусами Цельсия: ошибочное значение всё равно может попасть в правдоподобный диапазон. Неизвестные значения перечисления в протоколе должны приводить к явной ошибке.

Во-вторых, сравнивать значения с порогами нужно в единых единицах измерения и до округления. Два показания, отображаемые одинаковым числом, не обязательно одинаково влияют на срабатывание оповещения. Добавьте пример, в котором числовые значения различаются, а отображение совпадает: он поможет не допустить, чтобы переработка интерфейса изменила бизнес-логику.

В-третьих, после успешного прохождения тестов Foundation на облачном Mac всё равно нужно проверить форматирование и компоновку в целевой среде выполнения iOS. Виджеты, подписи осей графиков и голосовое озвучивание проверяйте отдельно, не ограничиваясь главным экраном.

Сохраняйте результаты тестов, версию инструментария и форматированный вывод. При регрессии сначала определите, что изменилось: преобразование, контракт входных данных или отображение. Затем исправляйте соответствующий слой, а не пытайтесь подтвердить всю корректность одной проверкой строки интерфейса.

Часто задаваемые вопросы