字节大小

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类
class	byte_size
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详细描述

进制安全的字节大小表示实现

支持不同单位之间的转换、字符串解析和格式化输出。支持二进制和十进制两种标准。

遵循的国际标准

本实现严格遵循以下数据存储单位与度量衡相关标准规范：

二进制前缀标准（IEC 标准）：

• **IEC 80000-13:2008**：量和单位 — 第13部分：信息科学与技术 https://www.iso.org/standard/31898.html （注：IEC 80000-13 已整合入 ISO/IEC 80000 系列）
• **ISO/IEC 80000-13:2008**：信息科学与技术中的量和单位 https://www.iso.org/standard/31898.html
• **IEEE 1541-2021**：数字和电子设备中使用的二进制倍数前缀标准 https://standards.ieee.org/ieee/1541/10790/

国际单位制（SI）十进制前缀标准：

• **BIPM SI Brochure (9th Edition, 2019)**：国际单位制（SI）前缀定义 https://www.bipm.org/en/publications/si-brochure
• **ISO 80000-1:2009**：量和单位 — 第1部分：总则（含 SI 前缀） https://www.iso.org/standard/30669.html

网络协议与数据大小表示标准：

• **IETF RFC 8949**：简明二进制对象表示（CBOR）中的字节大小约定 https://www.rfc-editor.org/rfc/rfc8949.html

编程语言与系统标准：

• **POSIX.1-2017 (IEEE Std 1003.1)**：系统接口中的字节定义 https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/

二进制与十进制前缀对比

根据 IEC 80000-13 和 IEEE 1541，字节单位存在两套并行的标准：

二进制前缀	符号	2的幂	字节数（近似）	十进制前缀	符号	10的幂	字节数（精确）
kibibyte	KiB	2^10	1,024	kilobyte	kB	10^3	1,000
mebibyte	MiB	2^20	1,048,576	megabyte	MB	10^6	1,000,000
gibibyte	GiB	2^30	1,073,741,824	gigabyte	GB	10^9	1,000,000,000
tebibyte	TiB	2^40	≈1.1×10^12	terabyte	TB	10^12	1,000,000,000,000
pebibyte	PiB	2^50	≈1.13×10^15	petabyte	PB	10^15	1,000,000,000,000,000
exbibyte	EiB	2^60	≈1.15×10^18	exabyte	EB	10^18	1,000,000,000,000,000,000

单位后缀说明

本实现支持的单位字符串（不区分大小写）：

单位	全名（二进制）	全名（十进制）	支持的别名	进制
B	byte	byte	-	1
KB/K	kibibyte	kilobyte	K	二进制/十进制
MB/M	mebibyte	megabyte	M	二进制/十进制
GB/G	gibibyte	gigabyte	G	二进制/十进制
TB/T	tebibyte	terabyte	T	二进制/十进制
PB/P	pebibyte	petabyte	P	二进制/十进制
EB/E	exbibyte	exabyte	E	二进制/十进制

IEEE 1541-2021 建议

IEEE 1541 标准建议：

• 使用明确的二进制前缀（KiB, MiB, GiB 等）表示 2 的幂
• 使用 SI 前缀（kB, MB, GB 等）仅表示 10 的幂
• 符号中 "B" 应为大写，前缀首字母大写（如 KiB、MiB）

实现细节

特性	规范参数
内部存储	uint64_t（最大约 16 EiB）
最大可表示值	2^64 - 1 字节 ≈ 18.4 EB
二进制乘数表	1, 1024, 1024², ..., 1024⁶
十进制乘数表	1, 1000, 1000², ..., 1000⁶
自动单位选择	选择使数值 < 1024（二进制）或 < 1000（十进制）的最大单位
解析容错	忽略大小写，支持简写别名（K、M、G等）
小数精度	decimal_t（通常为 80 位扩展精度）

注解

本实现默认使用二进制解释（binary = true），这符合计算机科学中的 传统惯例（1 KB = 1024 B）。如需使用十进制解释（1 KB = 1000 B）， 请在构造或解析时显式指定 binary = false。

警告

存储容量制造商（如硬盘、SSD）通常使用十进制单位标注容量， 因此标称 "1 TB" 的硬盘实际约为 931 GiB。解析用户输入的存储大小时， 应注意区分这两种标准以避免混淆。

参见

https://www.bipm.org/en/measurement-units/prefixes.html

https://physics.nist.gov/cuu/Units/binary.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_prefix