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你真的會數錢嗎？

本文轉載自   查看原文   2013-01-01 02:35   4877    DDD/ PoEAA/ 已遷移
 

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快年底了，假如你們公司的美國總部給每個人發了一筆201212.21美元的特別獎金，作為程序員的你， 該如何把這筆錢收入囊中？

1 美元？美元！

你可能覺得，這根本不是問題。在自己的賬戶中直接加上一筆“轉入”就行了。但是首先就遇到了幣種的問題。

一般來說，銀行賬戶都是單幣種的。你可能會說不對啊，我的一卡通就能存入不同的幣種啊？但那是一個“賬號（Account Number）”對應的多個“賬戶(Account)”。 通常財務記賬的時候，一個“賬戶(Account)”都使用同一幣種。

賬戶(Account)記錄了資金的往來，包含很多條目(Entry)。賬戶會記錄結余，結余等於所有條目中金額的總和。

我們不可能為每個幣種設計一種條目，所以需要抽象出一個貨幣類——Money，適用於各種不同的幣種： 

 

Money類至少要記錄金額和幣種:

  • 對於金額，由於貨幣存在最小面額，所以金額的類型可以采用定點小數或者整型。考慮到會對金額進行一些運算，用整數處理應該更方便。如果用java語言實現，可以使用

lang類型。

  • 對於幣種，java提供了java.util.Currency類，專門用於表示貨幣，符合ISO 4217貨幣代碼標准。Currency使用Singleton模式，需要用getInstance方法獲得實例。

主要的方法包括：

    • String getCurrencyCode() 獲取貨幣的ISO 4217貨幣代碼
    • int getDefaultFractionDigits() 獲取與此貨幣一起使用的默認小數位數
    • static Currency getInstance(Locale locale) 返回給定語言環境的國家/地區的 Currency 實例
    • static Currency getInstance(String currencyCode) 返回給定貨幣代碼的 Currency 實例。
    • String getSymbol() 獲取默認語言環境的貨幣符號
    • String getSymbol(Locale locale) 獲取指定語言環境的貨幣符號
    • String toString() 返回此貨幣的 ISO 4217 貨幣代碼

通過Currency類的幫助，我們的Money類看起來大概是這個樣子(為了方便，提供多種構造函數)：

public class Money {
    private long amount;
    private Currency currency;

    public double getAmount() {
        return BigDecimal.valueOf(amount, currency.getDefaultFractionDigits()).doubleValue();
        
    }

    public Currency getCurrency() {
        return currency;
    }

    public Money(double amount, Currency currency) {
        this.currency = currency;
        this.amount = Math.round(amount * centFactor());
    }

    public Money(long amount, Currency currency) {
        this.currency = currency;
        this.amount = amount * centFactor();
    }
    
    private static final int[] cents = new int[] { 1, 10, 100, 1000,10000 };

    private int centFactor() {
        return cents[currency.getDefaultFractionDigits()];
    }
}

用Money類表示我們的$201212.21獎金，就是：

Money myMoney = new Money(201212.21,Currency.getInstance(Locale.US));

 

2 存入賬戶

終於解決了幣種的問題，可以把錢存入賬戶了。存入的邏輯是：在條目中記錄一筆賬目，並計算賬戶的余額。

不同幣種之間相加或相減是沒有意義的，為了避免人為錯誤，在Money的代碼中就要禁止這種操作。我們可以采用拋出異常的方式。 為了簡單起見，這里不再定義一個單獨的"MoneyException"，而是直接使用java.lang.Exception:

public Money add(Money money) throws Exception{
        if(!money.getCurrency().equals(this.currency)){
            throw(new Exception("different currency can't be add"));
        }
        BigDecimal value = this.getAmount().add(money.getAmount());
        Money result = new Money(value.doubleValue(),this.getCurrency());
        return result;
    }
    
    public Money minus(Money money) throws Exception{
        if(!money.getCurrency().equals(this.currency)){
            throw(new Exception("different currency can't be minus"));
        }
        
        BigDecimal value =this.getAmount().add(money.getAmount().negate());
        Money result = new Money(value.doubleValue(),this.getCurrency());
        return result;
        
    }

 

3 收稅

先不要高興得太早，這筆錢屬於“一次性所得”，需要交20%的個人所得稅。稅后所得應該是多少？

你可能說：是80%。只要為Money加上一個multiply(double factor)方法就可以進行計算了。

但是牽扯到了舍入的問題。由於貨幣存在最小單位，在做乘/除法運算的時候就要考慮到舍入的問題了。最好是能夠控制舍入的行為。假如稅務部門對於 舍入的計算有明確規定，我們也可以做一個遵紀守法的好公民。

在java.math.BigDecimal中定義了7種舍入模式：

  • ROUNDUP：等於遠離0的數。
  • ROUNDDOWN：等於靠近0的數。
  • ROUNDCEILING：等於靠近正無窮的數。
  • ROUNDFLOOR：等於靠近負無窮的數。
  • ROUNDHALFUP：等於靠近的數，若舍入位為5，應用ROUNDUP。
  • ROUNDHALFDOWN：等於靠近的數，若舍入位為5，應用ROUNDDOWN。
  • ROUNDHALFEVEN：舍入位前一位為奇數，應用ROUNDHALFUP；舍入位前一位為偶數，應用ROUNDHALFDOWN。

我們可以借用這些模式作為參數：

public static final int ROUND_UP = BigDecimal.ROUND_UP;
    public static final int ROUND_DOWN = BigDecimal.ROUND_DOWN;
    public static final int ROUND_CEILING = BigDecimal.ROUND_CEILING;
    public static final int ROUND_FLOOR = BigDecimal.ROUND_FLOOR;
    public static final int ROUND_HALF_UP = BigDecimal.ROUND_HALF_UP;
    public static final int ROUND_HALF_DOWN = BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN;
    public static final int ROUND_HALF_EVEN = BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN;
    public static final int ROUND_UNNECESSARY = BigDecimal.ROUND_UNNECESSARY;


public Money multiply(double multiplicand, int roundingMode) {
        BigDecimal amount = this.getAmount().multiply(new BigDecimal(multiplicand));
        amount = amount.divide(BigDecimal.ONE,roundingMode);
        return new Money(amount.doubleValue(),this.getCurrency());
    }

public Money divide(double divisor, int roundingMode) {
        BigDecimal amount = this.getAmount().divide(new BigDecimal(divisor),
                roundingMode);
        Money result = new Money(amount.doubleValue(), this.getCurrency());
        return result;
    }

 

4 轉成人民幣

盡管各領域的國際化提了十幾年，但是在國內想直接用美元消費還是有一定困難。所以你決定將這筆錢換成人民幣。

對於賬戶來說，就是在美元賬戶和人民幣賬戶分別做一筆轉出和轉入。 轉入和轉出的amount值是不同的，因為涉及到幣種轉換的問題。 顯然，賬戶對象不應該知道如何進行匯率轉換，責任又落在了Money類上。

最直觀的做法是在Money類上增加一個convertTo(Currency currency)的方法。 但匯率實在是一個復雜的問題：

  1. 匯率是經常變化的；
  2. 匯率轉換時的舍入處理會有相關的約定；

這些復雜的問題處理如果直接放在Money類上會顯得十分笨重，單獨設計一個MoneyConverter類會比較好：

import java.util.Currency;


public interface MoneyConverter {
    Money convertTo(Money money,Currency currency) throws Exception;
}

 

我們實現一個最簡單的轉化器，使用固定的匯率值：

import java.math.BigDecimal;
import java.util.Currency;
import java.util.Locale;


public class SimpleMoneyConverter implements MoneyConverter {

    private static final BigDecimal DOLLAR_TO_CNY =  new BigDecimal(6.2365);
    private static final Currency DOLLAR = Currency.getInstance(Locale.US);
    private static final Currency CNY = Currency.getInstance(Locale.CHINA);
    @Override
    public Money convertTo(Money money,Currency target) throws Exception{
        if(!known(money.getCurrency()) || !known(target)){
            throw (new Exception("unknown currency"));
        }
        
        BigDecimal factorSource =BigDecimal.ONE, factorTarget = BigDecimal.ONE;
        if(money.getCurrency().equals(DOLLAR))
                factorSource = DOLLAR_TO_CNY;
        if(target.equals(DOLLAR))
                factorTarget = DOLLAR_TO_CNY;
        BigDecimal value = money.getAmount().multiply(factorSource).divide(factorTarget);
        
        return new Money(value.doubleValue(),target);
    }
    
    private boolean known(Currency currency){
        return(currency.equals(DOLLAR) || currency.equals(CNY) );
    }

}

 


可以看到，即使是最簡單的轉換器，處理起來也比較麻煩。所以千萬不要在Money類中做這件事情。

通過轉換器可以很容易得到轉成人民幣后的值。

5 分錢

有好處不能獨享。這筆錢你決定和老婆三七開。當然，你三！

這又是一個新的舍入問題：即使你指定各自的舍入計算方法，也不能保證各部分舍入后的值加總后仍等於原值。

前面的“可定制乘除法”似乎不能很好的解決這個問題，所以我們需要一個新的方法： Money[] allocate(double[] ratioes)

傳入分配比例的數組，返回分配結果的數組。

為了保證分配的公平，可以使用偽隨機數來處理誤差。

該方法的實現如下：

public Money[] allocate(double[] ratioes) throws Exception{
        if(ratioes.length==0){
            throw (new Exception("there is no ratio"));
        }
        
        double ratioTotal = 0;
        for(double ratio:ratioes){
            ratioTotal += ratio;
        }
        
        if(0==ratioTotal){
            throw(new Exception("total of ratioes is zero"));
        }
        
        
        double total = this.getAmount().doubleValue();
        double delta = total;
        Money[] results = new Money[ratioes.length];
        
        for(int i=0;i<ratioes.length;i++){
            double amount = total*ratioes[i]/ratioTotal;
            results[i] = new Money(amount,this.getCurrency());
            delta -= results[i].getAmount().doubleValue();
        }
        
        int i = (int)(Math.random() * ratioes.length); 
        results[i] = results[i].minus(new Money(delta,this.getCurrency()));
        return results;
    }

 

6 記賬

將一切重要的數據保存到數據庫是很通常的做法。但是將Money保存到數據庫的時候，你要小心了！

Money不能作為單獨的實體。如果把Money當做實體來處理，就會產生一些問題：

  1. 會有很多實體關聯到Money，比如本文中的Account，Entry等。
  2. 需要非常小心處理對Money對象的引用，避免多個實體引用到同一個Money對象。在第一點的前提下，這會變得很困難。

所以應該把Money嵌入到需要的實體中，而不是把Money作為單獨的實體。這樣，Money僅僅是實體對象（比如Entry）的一個屬性，只不過其具有多個內置的屬性值。

在JPA中，可以使用@Embeddable來標注Money類。

更復雜的情況是，由於一個Account中的所有Entry都應該具有相同的Currency，將Currency保存到Account中會更簡潔，Entry中只記錄ammount。

可以為Money的currency屬性增加@Transient標注，在Entry類的getMoney中進行組裝。

7 來點高級的

在DDD（領域驅動設計）中，Money是典型的值對象（Value Object）。值對象與實體的根本區別是：值對象不需要進行標識（ID）。

這會帶來一些處理上的不同：

  1. 實體對象根據ID判斷是否相等，值對象只根據內部屬性值判斷是否相等
  2. 值對象通常小而且簡單，創建的代價較小
  3. 值對象只傳遞值，不傳遞對象引用，不用判斷值對象是否指向同一個物理對象
  4. 通常將值對象設計為通過構造函數進行屬性設置，一旦創建就無法改變其屬性值

由於值對象根據內部屬性值判等，我們要為Money類覆蓋equals方法： public boolean equals(Object other)

8 其他未盡事宜

  • 我們還可以為Money類增加互相比較的方法（略）
  • 可以在構造函數中進行格式校驗（略）
  • 可以增加一些幫助顯式的方法 使用currency的getSymbol(Locale locale)方法、和NumberFormat的format方法，比如：

    NumberFormat nf=NumberFormat.getCurrencyInstance(Locale.CHINA);

    String s=nf.format(73084.803984);// result：￥73,084.80

9 小結

本文探討如何在應用中處理貨幣類型，包括幣種轉換、各種計算、如何持久化等內容。

貨幣類型是典型的值對象，本文也介紹了一點值對象的特點。更多的內容可以參考DDD。

Date: 2013-01-01 02:27:05 CST

Author: Holbrook

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