.NET Core 如何生成信用卡卡号

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导语

上个月我写了《.NET Core 如何验证信用卡卡号》，不少朋友表示挺有兴趣。在金融科技行业的实际工作中，通常还需要生成信用卡卡号用来测试，今天我就来教大家如何生成信用卡卡号。

上回的改进

上篇文章写完后，我对代码进行了一些改进，除了使用方法上的差别，还改进了一处潜在的性能问题。

原本将卡号字符串转换为int数组的函数为：

public static int[] GetDigitsArrayFromCardNumber(string cardNumber)

{

var digits = cardNumber.Select(p => int.Parse(p.ToString())).ToArray();

return digits;

}

它所存在的问题是，为了将 char 类型转换为 int，做了一次 ToString() 操作，尽管 .NET CLR 会在内存里保留相同内容的 string，但不必要的 string 分配仍会有一定的开销。对于信用卡卡号，此处的 char 一定是代表数字的字符，不可能是其他英文字符或符号，因此可以通过 ASCII 运算来进行高效转换。

我们只需要用 char 减去 '0'，即可得到对应的 int 类型，例如 '8' - '0' = 8：

还记得大学计算机基础课里学的 ASCII 码 吗？字符 8 的 ASCII 码为 56，字符 0 的 ASCII 码为 48，因为 56 - 48 = 8，因此字符 8 - 字符 0 = 8。

至于性能的对比，争论再多理论也不如实际测一下有说服力。我们用两种方法，均执行 996007 次（嗯？这个数字有点眼熟），对比总时间。

转换string类型，耗时20ms

使用char计算，耗时 1ms

所以，不要小看这些“骚操作”，平时代码里看到同事这么写不要觉得只是在装逼。尽管有时候代码阅读体验没有那么直观，但如果你的业务面临苛刻的压力时，能够明显体验到性能区别。.NET Core 的基础类库源代码里也有不少类似这样的基础类型骚操作，有兴趣的读者可以去翻翻。

然而装逼，是人类社会的刚需，光用char计算逼格还不够，还记得上回的 Luhn 算法吗？原来的代码如下，我只是把维基百科上公开定义的算法直接翻译成C#：

public static bool IsLuhnValid(int[] digits)

{

var sum = 0;

var alt = false;

for (var i = digits.Length - 1; i >= 0; i--)

{

if (alt)

{

digits[i] *= 2;

if (digits[i] > 9)

{

digits[i] -= 9;

}

sum += digits[i];

alt = !alt;

}

return sum % 10 == 0;

}

而C#就应该用出C#的味道不是？代码逼格化以后：

public static bool IsLuhnValid(int[] digits)

{

var sum = digits.Reverse()

.Select((digit, i) =>

(i + 1) % 2 == 0

? digit * 2 > 9 ? digit * 2 - 9 : digit * 2

: digit)

.Sum();

return sum % 10 == 0;

}

深藏功与名。

生成卡号

上回理解了 Luhn 算法之后，我们不难发现，验证卡号的精髓无非在于最后的校验位（Check Digit）。也就是说，生成卡号其实只要生成有效的校验位，其他数字随机，只要校验位正确，就可以通过 Luhn 检查。

校验位生成

还记得校验位怎么来的吗？就拿上回的例子卡号 6011000990139424，去掉校验位4以后，计算的SUM值为46，46x9 = 414，尾数为4，即校验位。因此对于我们自己随机生成的卡号，也只要计算除了校验位以外的SUM，然后乘以9，再取尾数即可。

因为计算SUM的方法很相似，只是用来翻倍-9的奇偶位不同，所以我重构一下代码，将计算逻辑封装：

public static bool IsLuhnValid(int[] digits)

{

var sum = CalculateSum(digits, 1);

return sum % 10 == 0;

}

private static int CalculateSum(int[] digits, int bitShift = 0)

{

var sum = digits.Reverse()

.Select((digit, i) =>

(i + bitShift) % 2 == 0

? digit * 2 > 9 ? digit * 2 - 9 : digit * 2

: digit)

.Sum();

return sum;

}

生成校验位就能这么操作：

public static int GenerateCheckDigit(int[] digits)

{

var sum = CalculateSum(digits);

var lastDigit = sum * 9 % 10;

return lastDigit;

}

该函数的 digits 参数接受的值是不包含校验位的信用卡其余卡号，例如还是之前的例子 6011000990139424，去掉校验位4，传给 GenerateCheckDigit() 的为 601100099013942。因为少了一位，所以bitShift参数就用默认值0，以确保奇偶位不会错位。

% 10 用来高性能取尾数。嗯？差点又 ToString() 了是吗？

测试计算结果准确，如下：