面向对象的15、18位中国大陆身份证号码解析、工具

最近项目中需要给用户增加身份证号字段，参考了几位别人的实现。
特点：
1、面向对象：把身份证号封装为一个类，解析各个字段、验证有效性都是对象上的实例方法。对比那种公开多个静态方法的工具类的方式，我觉得这种面向对象的方式更自然一些。
2、不可变的。身份证号对象是不可变的，减少使用中的复杂性。
3、不是线程安全的。
 

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;
 
/**
 * 身份证号码,可以解析身份证号码的各个字段，以及验证身份证号码是否有效<br>
 * 身份证号码构成：6位地址编码+8位生日+3位顺序码+1位校验码
 *
 * @author liuex
 *
 */
public class IDCard {
    /**
     * 完整的身份证号码
     */
    private final String cardNumber;
    // 缓存身份证是否有效，因为验证有效性使用频繁且计算复杂
    private Boolean cacheValidateResult = null;
    // 缓存出生日期，因为出生日期使用频繁且计算复杂
    private Date cacheBirthDate = null;
 
    public boolean validate() {
        if (null == cacheValidateResult) {
            boolean result = true;
            // 身份证号不能为空
            result = result && (null != cardNumber);
            // 身份证号长度是18(新证)
            result = result && NEW_CARD_NUMBER_LENGTH == cardNumber.length();
            // 身份证号的前17位必须是阿拉伯数字
            for (int i = 0; result && i < NEW_CARD_NUMBER_LENGTH - 1; i++) {
                char ch = cardNumber.charAt(i);
                result = result && ch >= '0' && ch <= '9';
            }
            // 身份证号的第18位校验正确
            result = result
                    && (calculateVerifyCode(cardNumber) == cardNumber
                            .charAt(NEW_CARD_NUMBER_LENGTH - 1));
            // 出生日期不能晚于当前时间，并且不能早于1900年
            try {
                Date birthDate = this.getBirthDate();
                result = result && null != birthDate;
                result = result && birthDate.before(new Date());
                result = result && birthDate.after(MINIMAL_BIRTH_DATE);
                /**
                 * 出生日期中的年、月、日必须正确,比如月份范围是[1,12],日期范围是[1,31]，还需要校验闰年、大月、小月的情况时，
                 * 月份和日期相符合
                 */
                String birthdayPart = this.getBirthDayPart();
                String realBirthdayPart = this.createBirthDateParser().format(
                        birthDate);
                result = result && (birthdayPart.equals(realBirthdayPart));
            } catch (Exception e) {
                result = false;
            }
            // TODO 完整身份证号码的省市县区检验规则
            cacheValidateResult = Boolean.valueOf(result);
        }
        return cacheValidateResult;
    }
 
    /**
     * 如果是15位身份证号码，则自动转换为18位
     *
     * @param cardNumber
     */
    public IDCard(String cardNumber) {
        if (null != cardNumber) {
            cardNumber = cardNumber.trim();
            if (OLD_CARD_NUMBER_LENGTH == cardNumber.length()) {
                cardNumber = contertToNewCardNumber(cardNumber);
            }
        }
        this.cardNumber = cardNumber;
    }
 
    public String getCardNumber() {
        return cardNumber;
    }
 
    public String getAddressCode() {
        this.checkIfValid();
        return this.cardNumber.substring(0, 6);
    }
 
    public Date getBirthDate() {
        if (null == this.cacheBirthDate) {
            try {
                this.cacheBirthDate = this.createBirthDateParser().parse(
                        this.getBirthDayPart());
            } catch (Exception e) {
                throw new RuntimeException("身份证的出生日期无效");
            }
        }
        return new Date(this.cacheBirthDate.getTime());
    }
 
    public boolean isMale() {
        return 1 == this.getGenderCode();
    }
 
    public boolean isFemal() {
        return false == this.isMale();
    }
 
    /**
     * 获取身份证的第17位，奇数为男性，偶数为女性
     *
     * @return
     */
    private int getGenderCode() {
        this.checkIfValid();
        char genderCode = this.cardNumber.charAt(NEW_CARD_NUMBER_LENGTH - 2);
        return (((int) (genderCode - '0')) & 0x1);
    }
 
    private String getBirthDayPart() {
        return this.cardNumber.substring(6, 14);
    }
 
    private SimpleDateFormat createBirthDateParser() {
        return new SimpleDateFormat(BIRTH_DATE_FORMAT);
    }
 
    private void checkIfValid() {
        if (false == this.validate()) {
            throw new RuntimeException("身份证号码不正确！");
        }
    }
 
    // 身份证号码中的出生日期的格式
    private final static String BIRTH_DATE_FORMAT = "yyyyMMdd";
    // 身份证的最小出生日期,1900年1月1日
    private final static Date MINIMAL_BIRTH_DATE = new Date(-2209017600000L);
    private final static int NEW_CARD_NUMBER_LENGTH = 18;
    private final static int OLD_CARD_NUMBER_LENGTH = 15;
    /**
     * 18位身份证中最后一位校验码
     */
    private final static char[] VERIFY_CODE = { '1', '0', 'X', '9', '8', '7',
            '6', '5', '4', '3', '2' };
    /**
     * 18位身份证中，各个数字的生成校验码时的权值
     */
    private final static int[] VERIFY_CODE_WEIGHT = { 7, 9, 10, 5, 8, 4, 2, 1,
            6, 3, 7, 9, 10, 5, 8, 4, 2 };
 
    /**
     * <li>校验码（第十八位数）：<br/>
     * <ul>
     * <li>十七位数字本体码加权求和公式 S = Sum(Ai * Wi), i = 0...16 ，先对前17位数字的权求和；
     * Ai:表示第i位置上的身份证号码数字值 Wi:表示第i位置上的加权因子 Wi: 7 9 10 5 8 4 2 1 6 3 7 9 10 5 8 4
     * 2；</li>
     * <li>计算模 Y = mod(S, 11)</li>
     * <li>通过模得到对应的校验码 Y: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 校验码: 1 0 X 9 8 7 6 5 4 3 2</li>
     * </ul>
     *
     * @param cardNumber
     * @return
     */
    private static char calculateVerifyCode(CharSequence cardNumber) {
        int sum = 0;
        for (int i = 0; i < NEW_CARD_NUMBER_LENGTH - 1; i++) {
            char ch = cardNumber.charAt(i);
            sum += ((int) (ch - '0')) * VERIFY_CODE_WEIGHT[i];
        }
        return VERIFY_CODE[sum % 11];
    }
 
    /**
     * 把15位身份证号码转换到18位身份证号码<br>
     * 15位身份证号码与18位身份证号码的区别为：<br>
     * 1、15位身份证号码中，"出生年份"字段是2位，转换时需要补入"19"，表示20世纪<br>
     * 2、15位身份证无最后一位校验码。18位身份证中，校验码根据根据前17位生成
     *
     * @param cardNumber
     * @return
     */
    private static String contertToNewCardNumber(String oldCardNumber) {
        StringBuilder buf = new StringBuilder(NEW_CARD_NUMBER_LENGTH);
        buf.append(oldCardNumber.substring(0, 6));
        buf.append("19");
        buf.append(oldCardNumber.substring(6));
        buf.append(IDCard.calculateVerifyCode(buf));
        return buf.toString();
    }
}