货币系统设计——c++

   

一、   需求分析

       1)系统描述：

该系统功能主要是可以为用户提高快捷有效的服务，为用户完成货币之间的一些基本运算（比如币值统计，不同货币之间的等价兑换，还有货币的统计计算，便利于账目管理），本系统为用户设计了四种货币之间的转换，人民币、美元、英镑、日元，用户可以再这四种货币的范畴内进行一些基本的运算。

 

2)需求描述：

1、该系统设计了一个货币类（CMoney），作为基类，用一个类模板Currency作为货币类的派生类，CMoney类中定义了两个静态数据成员：rate[][](汇率表)汇聚了四种货币之间的汇率，inter[](年利息表)汇聚了各种货币的年利息，作为基类的保护成员，这样在派生类中的实例化对象就可以直接访问，在运算中利用到这些数据成员；display()定义为一个纯虚拟函数，为派生类提供一个接口，它在派生类中得到实现，并显示货币的面值及相应的标志。

2、该系统在定义CMoney类的派生类的时候运用到了泛型编程中模板功能template <int CurrType> class Currency : public CMoney，由于每种货币的算法都一样，只是币种不同而已，这样会造成代码冗长，而且会造成程序效率低，利用了模板技术之后，代码质量高，而且功能更广泛；在这里使用了模板的一个特性，就是非类型的模板参数，也就是int CurrType。模板参数通常都是一个类型，比如int 什么的，但这也可以是一个非类型的模板参数，传统上，非类型模板参数用于传递一个静态的值，用来构造模板类，在该系统的程序中，这个模板参数并没有被模板使用，使用了这个模板参数的作用就是“制造类型”。

typedef    Currency<0>    RMB;    //人民币
typedef    Currency<1>    USD;    //美元
typedef    Currency<2>    GBP;    //英镑
typedef    Currency<3>    JPD;    //日元

3、类模板中为各种货币类型都实现了构造函数和拷贝构造函数，还有前增量和后增量的重载操作；另外也重载“+”操作符使得任意两种货币之间都可以实现相加或相减运算，并且得到等值的相关货币面值，你想得到怎么样类型货币的面值都可以，只要客户按照系统所提示的操作进行，就可以得到符合您需求的答案；

4、该类模板中也编写了一个函数，就是求利息的问题，不同货币有不同的年利率，但算法都一样，所以又使用了一个模板函数Currency<CurrType>& GetInterest(int n),用户可以自己决定要求多少年后的年利息，为用户得到的结果是若干年后的货币总额，也就是M*(1+inter)^n,并且可以由display()函数输出结果。

5、程序中以友元方式重载”>>”、”<<”操作符，便于用户可以直接输入实例化对象的货币面值，程序员也可以在程序中直接输出实例化对象，而且在屏幕上输出的内容与display()一样的内容。

 

6、鉴于面向对象编程思想，该程序中另外也设计了两个类：SysOperation类和UserOperation类。SysOperation类定义了一些系统函数，menu()菜单函数和GotoInterface()回到主界面的函数，用户操作对象可以在程序深入的时候可以访问这些成员函数，以回到主界面或菜单栏中，就可以进行其他的操作。

   UserOperation类是一个用户类，定义了三个模板函数：

template <int CurrType>

void InterestOper(Currency <CurrType>& T)；

//用于不同种类货币的利息计算

template <int CurrType>

void ConvertOper(Currency <CurrType>& T)；

//用于任意两种货币之间的等价兑换

template <int CurrType>

void PlusOper(Currency <CurrType>& T)；

   //用于任意两种货币之间的统计运算，相加或者相减

 

 

。。。。。。。。。

 

 

三、   模块的设计分析

   首先与用户交互的一个类是SystemOperation类，这个类的设计给用户提供了三种功能，一种是回到主界面，第二是进入菜单，然后进行相关的操作，在主菜单中选定操作之后，SystemOperation类，的模板函数Oper()函数将根据用户选择执行；UserOperation类的成员模板函数是以Currency <CurrType>&为参数的，根据货币对象的不同将进行不同的操作，根据选择，UserOperation类将会有三种功能提供被执行， ConvertOper()函数、PlusOper()函数、InterestOper()函数，将会进行相应的操作。

 

程序中的几种关键算法：

1、利息运算：

    for(int i=0; i<n; i++)

      {

       int iFenSum= (yuan*100+fen)*(1+CMoney::inter[CurrType]);

          yuan = iFenSum / 100;

         fen = iFenSum % 100;

    }

2、货币等价兑换

   int iFenSum = static_cast<int>((utemp.GetYuan() * 100 + utemp.GetFen()) * CMoney::rate[tp][CurrType]);

   yuan = int(iFenSum / 100);

   fen = iFenSum - yuan*100 ;

3、前增量和后增量算法

    Currency <CurrType>& operator++() //前增量的重载

    {   yuan ++;

        return *this;

    }

    Currency <CurrType> operator++(int) //后增量的重载

    {  Currency <CurrType> temp = *this;

        yuan++;  

        return temp;

    }

     4、“+=”操作符的重载算法

        Currency& operator+=( const Currency& rhs)  

    {

     int iMyFenSum = yuan * 100 + static_cast<int>(fen);

     int  iRhsFenSum = rhs.yuan * 100 + static_cast<int>(rhs.fen);

 

     int  iResultFenSum = iMyFenSum + iRhsFenSum;

         yuan = iResultFenSum / 100;

         fen = iResultFenSum % 100;

     return *this;

}

 

四、   设计感想及存在问题

    该货币系统中能够操作的货币种类只有四种（人民币、美元、英镑、日元），

但是由于设计的改进，由开始的只能进行美元与人民币之间的转换计算，到现在可以应用到多种货币之间的运算，系统的适用性得到了很大的提升，主要改进的地方时使用了泛型编程中的模板技术，使得代码得到了很大的节省，代码量减少的同时程序的运行效率得到了很大的提高。

在设计过程中，我也参考了很多资料书，一开始我只是简单地研究两种货币之间的联系，面向对象的编程思想很快地帮我解决了问题，之后，我一直在想能否改善代码，使得程序的适用性更广泛，适合更多种类的货币进行交互运算，因为以前拜读过《设计模式可复用面向对象的软件基础》这本书，所以想到了用其中的工厂方法来设计，但是经过长时间的琢磨和分析，我还是没有找到突破口，后来我就想用泛型编程中的模板技术来做，这样的话我也不用写那么多的不同种类的货币类了，然后就开始着手写，在写的过程中也遇到了很多困难，这期间我也参考了《c++Template》这本书，在里面也学到了以前不曾深入学习的关于模板的更多知识，在我把模板类的程序运行成功之后，就开始着重于与用户交汇的这一大块，我发现我还可以用模板来做，所以又设计了两个类，一个类是为用户提供接口，而另一个类就执行一些计算操作，根据用户的选择来执行相应的算法，虽然系统不能说做的怎么样，但从决定开始用模板来设计的那天起，到现在三天时间，我觉得自己学到了很多，这一段时间确实很充实！

 如果要使该程序能够适用更多的货币种类，只需在基类CMoney中把汇率表再填充，年利率表也要得到更新，只要对应补充数据，就OK了，在这里我就只用了四种货币，所以在这方面提高适用性问题不大，至于其他方面的提高，我想在以后的学习中我会慢慢体会到，我应该如何更好地设计了！