C#实现模拟ATM自动取款机功能
本篇用C#实现ATM自动取款机的一些功能。面临的第一个问题是：如何把与自动取款机相关的有形的、无形的方面抽象出来。
(1)关于用户帐号的类：Account
该类包含与卡号、密码、可用余额、总余额相关的字段和属性，比提供了存款和取款的方法。
namespace MyATM
{
/// <summary>
/// 用户帐号
/// </summary>
public class Account
{
private int accountNumber; //卡号
private int pin;//用来验证
private decimal availableBalance;//可用余额
private decimal totalBalance;//总余额
public Account(int theAccountNumber, int thePIN, decimal theAvailableBalance, decimal theTotalBalance)
{
accountNumber = theAccountNumber;
pin = thePIN;
availableBalance = theAvailableBalance;
totalBalance = theTotalBalance;
}
//卡号 只读属性
public int AccountNumber
{
get { return accountNumber; }
}
//可提取余额 只读属性
public decimal AvailableBalance
{
get { return availableBalance; }
}
//总余额 只读属性
public decimal TotalBalance
{
get { return totalBalance; }
}
//验证输入密码是否正确
public bool ValidatePIN(int userPIN)
{
return (userPIN == pin);
}
//存款
public void Credit(decimal amount)
{
totalBalance += amount;
}
//取款
public void Debit(decimal amount)
{
availableBalance -= amount;
totalBalance -= amount;
}
}
}(2)关于银行数据库的类：BankDatabase
该类维护着一个Account类型的数组，并提供验证用户，查询余额，存款、取款等方法。
namespace MyATM
{
/// <summary>
/// 银行数据库
/// </summary>
public class BankDatabase
{
private Account[] accounts;
public BankDatabase()
{
accounts = new Account[2];
accounts[0] = new Account(12345,54321,1000.00M, 1200.00M);
accounts[1] = new Account(98765, 56789, 200.00M, 200.00M);
}
//根据用户银行卡号获取该用户帐号
private Account GetAccount(int accountNumber)
{
foreach (Account currentAccount in accounts)
{
if (currentAccount.AccountNumber == accountNumber)
{
return currentAccount;
}
}
return null;
}
//验证用户,根据卡号和密码
public bool AuthenticateUser(int userAccountNumber, int userPIN)
{
//先根据卡号获取帐号
Account userAccount = GetAccount(userAccountNumber);
if (userAccount != null)
{
return userAccount.ValidatePIN(userPIN);
}
else
{
return false;
}
}
//返回可提取的余额,根据卡号
public decimal GetAvailableBalance(int userAccountNumber)
{
Account userAccount = GetAccount(userAccountNumber);
return userAccount.AvailableBalance;
}
//返回所有余额
public decimal GetTotalBalance(int userAccountNumber)
{
Account userAccount = GetAccount(userAccountNumber);
return userAccount.TotalBalance;
}
//给用户存款
public void Credit(int userAccountNumber, decimal amount)
{
Account userAccount = GetAccount(userAccountNumber);
userAccount.Credit(amount);
}
//给用户取款
public void Debit(int userAccountNumber, decimal amount)
{
Account userAccount = GetAccount(userAccountNumber);
userAccount.Debit(amount);
}
}
}(3)关于ATM屏幕显示的类：Screen
该类提供了分行显示、不分行显示、显示金额这3个方法。
using System;
namespace MyATM
{
/// <summary>
/// 屏幕
/// </summary>
public class Screen
{
//显示不分行的信息
public void DisplayMessage(string message)
{
Console.Write(message);
}
//显示分行的信息
public void DisplayMessageLine(string message)
{
Console.WriteLine(message);
}
//显示金额
public void DisplayDollarAmmount(decimal amount)
{
Console.Write("{0:c}", amount);
}
}
}(4)关于ATM键盘的类：Keypad
该类的职责很明确，就是把输入的数字返回。
using System;
namespace MyATM
{
/// <summary>
/// 输入键盘
/// </summary>
public class Keypad
{
//根据用户输入，返回一个整型
public int GetInput()
{
return Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
}
}
}(5)关于进钞、出钞口的类：DepositSlot
该类主要是确认进钞、出钞口是否收到钱，默认返回true。
namespace MyATM
{
/// <summary>
/// 存款槽
/// </summary>
public class DepositSlot
{
//判断是否收到钱
public bool IsMoneyReceived()
{
return true;
}
}
}(6)关于ATM出钱的类：CashDispendser
就像在现实生活中，ATM中肯定会预先存放一些人民币，出钱的时候首先要判断余额是否足够，如果足够就把ATM中当前的票数做适当的减法。
namespace MyATM
{
/// <summary>
/// ATM取款
/// </summary>
public class CashDispendser
{
private const int INITIAL_COUNT = 500;//初始票数
private int billCount;//当前取款机内票数
public CashDispendser()
{
billCount = INITIAL_COUNT;
}
//出钱
public void DispenseCash(decimal amount)
{
int billsRequired = ((int)amount) / 20;
billCount -= billsRequired;
}
//判断是否有余额
public bool IsSufficientCashAvailable(decimal amount)
{
//假设取款机内钞票的面值是20
int billsRequired = ((int) amount)/20;
return (billCount >= billsRequired);
}
}
}(7)关于事务的基类：Transaction
我们可以回想一下，现实生活中，ATM的主要功能包括：查询余额，取款，存款等。虽然执行的过程不尽相同，但所有的这些事务包含相同的部分：比如说，必须有屏幕必须针对卡号一定和数据库打交道，等等。于是，我们先抽象出一个有关事务的基类，这个基类是不需要被实例化的，所以把它定义成抽象类。如下：
namespace MyATM
{
/// <summary>
/// ATM事务
/// </summary>
public abstract class Transaction
{
private int accountNumber;//卡号
private Screen userScreen;//屏幕
private BankDatabase database;//银行数据库
public Transaction(int userAccount, Screen theScreen, BankDatabase theDatabase)
{
accountNumber = userAccount;
userScreen = theScreen;
database = theDatabase;
}
//银行卡号属性 只读
public int AccountNumber
{
get { return accountNumber; }
}
//用户使用的屏幕属性 只读
public Screen UserScreen
{
get { return userScreen; }
}
//用户使用的数据库 只读
public BankDatabase Database
{
get { return database; }
}
//抽象方法 子类必须重写
public abstract void Execute();
}
}以上，在其它有关事务的派生类中都可以访问到基类的只读属性，并且子类必须重写抽象基类的Execute方法。
(8)关于查询的事务类：BalanceInquiry
该类调用Database类的方法查询可用余额和总余额。
namespace MyATM
{
/// <summary>
/// ATM余额查询事务
/// </summary>
public class BalanceInquiry : Transaction
{
public BalanceInquiry(int userAccountNumber, Screen atmScreen, BankDatabase atmBankDatabase) : base(userAccountNumber, atmScreen, atmBankDatabase){}
public override void Execute()
{
//获取可用余额
decimal availableBalance = Database.GetAvailableBalance(AccountNumber);
//获取总余额
decimal totalBalance = Database.GetTotalBalance(AccountNumber);
//打印信息
UserScreen.DisplayMessageLine("\n余额信息为：");
UserScreen.DisplayMessage(" -可用余额为：");
UserScreen.DisplayDollarAmmount(availableBalance);
UserScreen.DisplayMessage("\n -总余额为：");
UserScreen.DisplayDollarAmmount(totalBalance);
UserScreen.DisplayMessageLine("");
}
}
}(9)关于取款的事务类：Withdrawl
当用户输入取款的金额，该类必须要做的事情是：在用户的银行数据库中和ATM上做相应的减法，还必须考虑什么时候退出循环，用户是否按了取消键，用户账户上是否有余额，以及ATM中是否有余额。
namespace MyATM
{
/// <summary>
/// ATM取款事务
/// </summary>
public class Withdrawl : Transaction
{
private decimal amount;//取款金额
private Keypad keypad;//键盘
private CashDispendser cashDispenser;//出钱
private const int CANCELED = 6;//对应菜单中的取消
public Withdrawl(int userAccountNumber, Screen atmScreen, BankDatabase atmBankDatabase, Keypad atmKeypad,
CashDispendser atmCashDispenser) : base(userAccountNumber, atmScreen, atmBankDatabase)
{
keypad = atmKeypad;
cashDispenser = atmCashDispenser;
}
public override void Execute()
{
bool cashDispensed = false; //表示还没出钱
bool transactionCanceled = false; //表示不取消事务
do
{
int selection = DisplayMenuOfAmounts();
if (selection != CANCELED)//如果用户没有按取消
{
amount = selection; //确定取款金额
//根据卡号获取可用余额
decimal availableBalance = Database.GetAvailableBalance(AccountNumber);
if (amount <= availableBalance)//如果取款金额小于可用余额
{
if (cashDispenser.IsSufficientCashAvailable(amount))//如果ATM余额足够
{
Database.Debit(AccountNumber, amount);//账户扣款
cashDispenser.DispenseCash(amount);//ATM扣款
cashDispensed = true;//跳出循环
UserScreen.DisplayMessageLine("\n您可以拿着钱离开了~~");
}
else//如果ATM余额不够
{
UserScreen.DisplayMessageLine("\n ATM余额不足." + "\n\n请提取更小的金额~~");
}
}
else
{
UserScreen.DisplayMessageLine("\n 账户余额不足." + "\n\n请提取更小的金额~~");
}
}
else //如果用户按了取消，提示正在退出并跳出循环
{
UserScreen.DisplayMessageLine("\n正在取消......");
transactionCanceled = true;
}
} while ((!cashDispensed) && (!transactionCanceled));
}
/// <summary>
/// 显示提款金额
/// </summary>
/// <returns></returns>
private int DisplayMenuOfAmounts()
{
int userChoice = 0; //默认提款金额
int[] amounts = {0, 20, 40, 60, 100, 200};
while (userChoice ==0)
{
//显示菜单
UserScreen.DisplayMessageLine("\nWithdrawal options:");
UserScreen.DisplayMessageLine("1-20元");
UserScreen.DisplayMessageLine("2-40元");
UserScreen.DisplayMessageLine("3-60元");
UserScreen.DisplayMessageLine("4-100元");
UserScreen.DisplayMessageLine("5-200元");
UserScreen.DisplayMessageLine("6-取消操作");
UserScreen.DisplayMessage("\n输入数字（1-6），选择选项：");
int input = keypad.GetInput();
switch (input)
{
case 1: case 2: case 3: case 4: case 5:
userChoice = amounts[input];
break;
case CANCELED:
userChoice = CANCELED;
break;
default:
UserScreen.DisplayMessageLine("\n输入无效数，请重试~~");
break;
}
}
return userChoice;
}
}
}以上，
维护的amount变量表示的是取款金额，在每次用户输入提款金额后为该变量赋值。
Keypad类型的变量kepad和CashDispendser类型的变量cashDispenser需要在构造函数中为其赋初值，而这2个因素是在取款时特有的，在事务的抽象基类中不需要考虑这2个因素。
通过DisplayMenuOfAmounts方法，会向用户显示一些面值，以及对应的数字键，然后根据用户按下的数字键返回对应的、int类型的面值。
在Execute方法中，首先循环的2个条件是用户没有按取消键和还没出钱的时候。然后把DisplayMenuOfAmounts方法的返回值赋值给表示取款金额的amount变量，据此判断用户账户的余额是否足够，判断ATM的余额是否足够，最后在用户账户和ATM中分别扣款。这期间，如果用户按了取消键，就把表示取消事务的变量transactionCanceled设置为true以跳出循环，完成扣款后把表示扣款完成的变量cashDispensed设置为true以跳出循环。
(10)关于存款的事务类：Deposit
该类最终是使用Database属性把用户输入的金额保存到用户账户上。另外需要考虑的是：用户在存款的时候是否按了取消键。
namespace MyATM
{
/// <summary>
/// ATM存款事务
/// </summary>
public class Deposit : Transaction
{
private decimal amount;
private Keypad keypad;
private DepositSlot depositSlot;
private const int CANCELED = 0;
public Deposit(int userAccountNumber, Screen atmScreen, BankDatabase atmBankDatabase, Keypad atmKeypad,
DepositSlot atmDepositSlot) : base(userAccountNumber, atmScreen, atmBankDatabase)
{
keypad = atmKeypad;
depositSlot = atmDepositSlot;
}
public override void Execute()
{
//确定存款金额
amount = PromptForDepositAmount();
if (amount != CANCELED)
{
UserScreen.DisplayMessage("\n请输入的存款金额为" + amount);
//确认是否收到钱
bool isReceived = depositSlot.IsMoneyReceived();
if (isReceived)
{
UserScreen.DisplayMessageLine("\n存款成功~~");
Database.Credit(AccountNumber, amount);//存款到账户
}
else
{
UserScreen.DisplayMessageLine("\n存款时发生错误~~");
}
}
else
{
UserScreen.DisplayMessageLine("\n正在取消交易......");
}
}
/// <summary>
/// 显示存款金额
/// </summary>
/// <returns></returns>
private decimal PromptForDepositAmount()
{
UserScreen.DisplayMessage("\n请输入存款金额(输入0退出)");
int input = keypad.GetInput();
if (input == CANCELED)
{
return CANCELED;
}
else
{
return input;
}
}
}
}以上，
私有方法PromptForDepositAmount用来返回用户输入的金额，如果用户按取消键，就返回0。
(11)关于ATM本身的类：ATM
该类主要是提供给外部一个方法用来运行。
namespace MyATM
{
public class ATM
{
private bool userAuthenticated;//表示用户是否验证通过
private int currentAccountNumber;//当前交易的银行卡号
private Screen screen;//屏幕
private Keypad keypad;//键盘
private CashDispendser cashDispendser;//出款
private DepositSlot depositSlot;//存款
private BankDatabase bankDatabase;//数据库
//菜单选项枚举
private enum MenuOption
{
BANLANCE_INQUIRY = 1,//余额查询
WITHDRAWAL = 2,//取款
DEPOSIT = 3,//存款
EXIT_ATM = 4//退出
}
public ATM()
{
userAuthenticated = false;//默认验证不通过
currentAccountNumber = 0;//默认卡号
screen = new Screen();//默认屏幕
keypad = new Keypad();//默认键盘
cashDispendser = new CashDispendser();//默认出款帮助类
bankDatabase = new BankDatabase();//默认银行数据库
depositSlot = new DepositSlot();//默认存款帮助类
}
//运行
public void Run()
{
while (true)
{
while (!userAuthenticated)//如果用户没有验证通过，就一直循环
{
screen.DisplayMessageLine("\n欢迎");
AuthenticateUser();
PerORMTransactions();
//重新设置一些参数
userAuthenticated = false;
currentAccountNumber = 0;
screen.DisplayMessageLine("\n谢谢，再见~~");
}
}
}
//验证用户
private void AuthenticateUser()
{
screen.DisplayMessage("\n请输入卡号");
int accountNumber = keypad.GetInput();
screen.DisplayMessage("\n输入密码");
int pin = keypad.GetInput();
userAuthenticated = bankDatabase.AuthenticateUser(accountNumber, pin);
if (userAuthenticated)
{
currentAccountNumber = accountNumber; //保存当前的用户卡号
}
else
{
screen.DisplayMessageLine("无效的卡号或密码，请重试~~");
}
}
//执行交易
private void PerormTransactions()
{
Transaction currenTransaction;
bool userExited = false; //用户还没选择退出
while (!userExited)
{
//确定选择的具体事务
int mainMenuSelction = DisplayMainMenu();
switch ((MenuOption)mainMenuSelction)
{
case MenuOption.BANLANCE_INQUIRY:
case MenuOption.WITHDRAWAL:
case MenuOption.DEPOSIT:
currenTransaction = CreateTransaction(mainMenuSelction);
currenTransaction.Execute();
break;
case MenuOption.EXIT_ATM:
screen.DisplayMessageLine("\n正在退出系统......");
userExited = true;//退出循环
break;
default:
screen.DisplayMessageLine("\n无效选项，请重新选择~~");
break;
}
}
}
//显示菜单
private int DisplayMainMenu()
{
screen.DisplayMessageLine("\n主菜单:");
screen.DisplayMessageLine("1-查询余额");
screen.DisplayMessageLine("2-提取现金");
screen.DisplayMessageLine("3-存款");
screen.DisplayMessageLine("4-退出\n");
screen.DisplayMessage("请输入选择：");
return keypad.GetInput();
}
//创建交易
private Transaction CreateTransaction(int type)
{
Transaction temp = null;
switch ((MenuOption)type)
{
case MenuOption.BANLANCE_INQUIRY:
temp = new BalanceInquiry(currentAccountNumber, screen, bankDatabase);
break;
case MenuOption.WITHDRAWAL:
temp = new Withdrawl(currentAccountNumber, screen, bankDatabase, keypad, cashDispendser);
break;
case MenuOption.DEPOSIT:
temp = new Deposit(currentAccountNumber, screen, bankDatabase, keypad, depositSlot);
break;
}
return temp;
}
}
}以上，
向外部提供了一个Run方法，客户端只要调用该实例方法就可以了。在Run方法内部又实现了对用户的验证和进行用户选择的事务。
私有方法DisplayMainMenu用来显示主菜单项，并返回用户的选择。
在PerormTransactions方法中，根据用户的选择，使用CreateTransaction(int type)方法创建具体的事务，并最终执行。并需要考虑用户按退出按钮的情况。
(12)运行
using System;
namespace MyATM
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
ATM theATM = new ATM();
theATM.Run();
Console.ReadKey();
}
}
}
总结：ATM案例很好地体现了面向对象的一些特点，尤其是：当我们面对一个看似复杂的案例时，首先需要一种对有形和无形事物抽象的能力，其次要尽可能地把代码中一些重复的部分提炼到基类中去，就像本案例中有关事务的抽象基类。
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