お釣り計算のプログラムを実装したい

Question

前提・実現したいこと

お釣り計算のプログラムを実装したいです。

設計としては以下です。

2桁の十進数が与えられます。1つ目はアイテムの購入価格（Purchase Price: PP）です。2つ目は顧客が支払った現金（Cash: CH）です。 現在、レジの中には以下の紙幣と硬貨があります：

'PENNY': .01, 
'NICKEL': .05, 
'DIME': .10,
'QUARTER': .25,
'HALF DOLLAR': .50,
'ONE': 1.00,
'TWO': 2.00,
'FIVE': 5.00,
'TEN': 10.00,
'TWENTY': 20.00,
'FIFTY': 50.00,
'ONE HUNDRED': 100.00 
このプログラムの目的は、顧客にお釣りとして返すべき紙幣/硬貨を計算することです。

入力:
標準入力から行を読み込む必要があります。各行にはセミコロンで区切られた2つの数値が含まれています。1つ目は購入価格（PP）で、2つ目は顧客が支払った現金（CH）です。

出力:
入力の各行に対して、顧客に返すお釣りを出力します。CH<PPの場合、ERRORを出力します。CH== PPの場合、ZEROを出力します。その他のケースは、顧客に返すべきお釣りの金額に相当する紙幣/硬貨を出力します。なお、回答はアルファベット順にソートする必要があります。

テスト 1
テストの入力
15.94;16.00
期待される出力
NICKEL,PENNY

テスト 2
テストの入力
17;16
期待される出力
ERROR

テスト 3
テストの入力
35;35
期待される出力
ZERO

テスト 4
テストの入力
45;50
期待される出力
FIVE

この実装を完成させる手助けをしていただけませんでしょうか？

該当のソースコード

私が途中まで実装しているコードです。
型変換やプログラムの方向性で迷いながら実装しており、アドバイスいただけたらと思います。

package douteki;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.math.BigDecimal;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class Main {
	/**
	 * Iterate through each line of input.
	 */
	public static void main(String[] args) throws IOException {
		InputStreamReader reader = new InputStreamReader(System.in, StandardCharsets.UTF_8);
		BufferedReader in = new BufferedReader(reader);
		String line;
		while ((line = in.readLine()) != null) {
			String[] n = line.split(";", 0);

			BigDecimal val1 = new BigDecimal(n[0]);
			BigDecimal val2 = new BigDecimal(n[1]);
			BigDecimal bigDecimalAnswer = val2.subtract(val1);
			
			double[] types = getMonayCount(bigDecimalAnswer, TYPES);
			
			System.out.println("BigDecimal : " + bigDecimalAnswer);
		}
	}

	public static final double[] TYPES = {
			100.00, 50.00, 20.00, 10.00, 5.00, 2.00, 1.00, 0.50, 0.25, 0.10, 0.05, 0.01
	};

	public double[] getMonayCount(double monay, double[] types) {
		double[] type = new double[types.length];
		for (int i = 0; i < types.length; i++) {
			while (monay >= types[i]) {
				monay -= types[i];
				type[i] = types[i];
			}
		}
		return type;
	}
}

//private String getMoneyNm() {
//	BigDecimal num;
//	switch (num){
//	case 1:
//	  System.out.println("非常に不満");
//	  break;
//	case 2:
//	  System.out.println("少し不満");
//	  break;
//	case 3:
//	  System.out.println("どちらとも言えない");
//	  break;
//	case 4:
//	  System.out.println("少し満足");
//	  break;
//	case 5:
//	  System.out.println("大変満足");
//	  break;
//}
//	return num;
//}

---

追記（2020.4.15.13時）
実行環境Java10,Tomcat9,Eclipse4.8.0,MacOS High Sierra10.13.6

実行しましたが、期待値が出力されません。実行も終わりません。（Macなのでコマンドは回答者様のおっしゃっているものとちがうかもしれませんので調査中です。）

Comments

[kazuma-s]

入力が 15.92;16.00 の場合、期待される出力は何ですか？
NICKEL,PENNY,PENNY,PENNY
それとも NICKEL,PENNY*3
あるいは、NICKEL,THREE PENNIES?

[k499778]

＞テスト 1
テストの入力
15.94;16.00
期待される出力
NICKEL,PENNY

記載にありますが、こちらですね！

[kazuma-s]

15.94 ではなく 15.92 の場合はどうなるかと尋ねているんです。
硬貨の枚数は関係なく、種別だけということでしょうか？

[k499778]

入力のパターンだけの意識で構いません。汎用的でなくていいです。

[jimbe]

後ろに付いているコメントはいったい...

[k499778]

switch文を使って数字と名前を一致させたくて使おうと思ってます。それ以前の部分をまずは解決してからですね

[jimbe]

なるほど, switch 文のサンプルを待機させてあるわけですね.

[k499778]

そうです

Answer 1

紙幣/貨幣名と金額の対応は, switch で一つずつ行うよりも予め対応した状態に出来る構造を用いたほうが簡単でしょう.
BigDecimal と他の型が混在すると扱いが面倒になりますので, BigDecimal に統一してしまっても良いかと思います.
設計文の中に PP や CH という単語が出てきますので, 該当する変数はその名前にしておくと, 設計と対応させての確認がし易くなります.

//package douteki;
package teratail.q253431;

import java.io.*;
import java.math.BigDecimal;
import java.util.*;

/** 紙幣/貨幣 */
enum Money {
  PENNY("0.01"), NICKEL("0.05"), DIME("0.10"), QUARTER("0.25"), HALF_DOLLAR("0.50"),
  ONE("1.00"), TWO("2.00"), FIVE("5.00"), TEN("10.00"), TWENTY("20.00"), FIFTY("50.00"), ONE_HUNDRED("100.00");

  private BigDecimal value;
  Money(String value) { this.value = new BigDecimal(value); }
  BigDecimal getValue() { return value; }
  public String toString() { return super.toString().replaceAll("_", " "); }

  /** 価値の高い順の Set を返す. */
  static Set<Money> descendingValues() {
    if(descValues == null) {
      descValues = new TreeSet<>(Comparator.comparing(Money::getValue).reversed()); //大きい順
      descValues.addAll(Arrays.asList(values()));
    }
    return descValues;
  }
  static private Set<Money> descValues = null;
}

public class Main {
  public static void main(String[] args) throws IOException {
    try (InputStreamReader reader = new InputStreamReader(System.in);
         BufferedReader in = new BufferedReader(reader); ) {
      for(String line;  (line = in.readLine()) != null; ) {
        String[] items = line.split(";", 0);
        BigDecimal pp = new BigDecimal(items[0]);
        BigDecimal ch = new BigDecimal(items[1]);

        BigDecimal change = ch.subtract(pp);

        if(change.signum() < 0) {
          System.out.println("ERROR");
        } else if(change.signum() == 0) {
          System.out.println("ZERO");
        } else {
          print(prepare(change));
        }
      }
    }
  }
  /** change 分の紙幣/硬貨を用意 */
  private static Map<Money,BigDecimal> prepare(BigDecimal change) {
    Map<Money,BigDecimal> result = new HashMap<>();
    for(Money m : Money.descendingValues()) {
      if(change.compareTo(m.getValue()) >= 0) {
        BigDecimal[] dr = change.divideAndRemainder(m.getValue()); //[0]=商,[1]=剰余
        result.put(m, dr[0]);
        change = dr[1];
      }
    }
    return result;
  }
  /** お釣りの紙幣/硬貨を表示 */
  private static void print(Map<Money,BigDecimal> change) {
    Set<Money> set = new TreeSet<>(Comparator.comparing(Money::toString)); //名前順
    set.addAll(change.keySet());
    int i = set.size();
    for(Money m : set) System.out.print(m+(--i>0?",":""));
    System.out.println();
  }
}

Comments

[k499778]

回答ありがとうございます。
in.readLine()で処理が終わらなくなるのですが、なにか原因わかりますでしょうか？

[jimbe]

ご提示のコードから, 標準入力を閉じるまでループする構造ですが, そのような仕様では無いのですか?

[k499778]

もちろん閉じて処理が終了するように作ります。出力されず処理も終了しません。

[jimbe]

ということは, 「in.readLine()で処理が終わらなくなる」と言われている現象が私のイメージと異なっているようです.
どのような入力でどうなるはずなのがどうなっているのか, 画面の状況等を教えて頂けますか.

[k499778]

今手元に動作環境がないので、動作環境が整い次第すぐに返答致します。

[jimbe]

よろしくお願いします.
念の為, ctrl-z の後に Enter してみてください.

[k499778]

MacOS High Sierra、Eclipse4.8.0
Javaアプリケーション実行をしており、引数(プログラムの引数)「15.94;16.00」をセットしています。
画像を投稿に載っけます

[k499778]

Macだからか、ctrl-z の後に Enter でも状況が変わりません。コマンドを調べます

[jimbe]

勘違いされておられるようですが, このプログラムの入力は「標準入力」です. 引数ではありません.
Mac を使ったことが無いので OS のコマンド入力の画面がどう出来るのか分かりませんが, Eclipse では実行後「コンソール」ウインドウで"15.92;16.00"<ENTER> と入力することで動作すると思います.

[kazuma-s]

コマンドの引数と、標準入出力は違います。
http://itdoc.hitachi.co.jp/manuals/3020/30203M4160/EM410047.HTM

[k499778]

お恥ずかしい。お二方ともありがとうございます。

[k499778]

できました。ありがとうございます。
最後までお付き合いいただきありがとうございました。

[jimbe]

よかったです.
ちなみに Eclipse のコンソールウインドウは"それっぽく動作するモノ"ですので時々妙な挙動をすることがあります. (OS等環境に因るかもしれませんが.)
可能であれば OS の同様の機能(?)で実行されたほうが良いかもしれません.

[k499778]

ありがとうございます。それも模索してみます

Answer 2

元のコードを全く無視しているため回答とは言えないかもしれませんが、
テスト入力は満たすはずです。

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner scn = new Scanner(System.in);
        while (scn.hasNextLine()) {
            String s = scn.nextLine();
            String[] n = s.split(";");
            double price = Double.valueOf(n[0]);
            double payment = Double.valueOf(n[1]);
            double change = payment - price;
            if (change < 0)
                System.out.println("ERROR");
            else if (change == 0)
                System.out.println("ZERO");
            else
                System.out.println(currency(change));
        }
    }

    public static final double[] value = {
        100.00, 50.00, 20.00, 10.00, 5.00, 2.00, 1.00, 0.50, 0.25, 0.10, 0.05, 0.01
    };
    public static final String[] name = {
        "ONE HUNDRED", "FIFTY", "TWENTY", "TEN", "FIVE", "TWO", "ONE",
        "HALF DOLLAR", "QUARTER", "DIME", "NICKEL", "PENNY"
    };

    public static String currency(double money) {
        String str = "", sep = "";
        for (int i = 0; i < name.length; i++)
            if (money >= value[i]) {
                money %= value[i];
                str += sep + name[i];
                sep = ",";
            }
        return str;
    }
}

実行結果

15.94;16.00
NICKEL,PENNY
17;16
ERROR
35;35
ZERO
45;50
FIVE
^Z

double の 0.01、0.05、0.10 は誤差を含むので正しくない出力になる可能性があります。

追記
15.49;16.00
HALF DOLLAR

やはり double による誤差が出てしまいました。

正しくは、
15.49;16.00
HALF DOLLAR,PENNY

やはり BigDecimal を使うことにしました。

package douteki;

import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.BufferedReader;
import java.math.BigDecimal;
import java.nio.charset.StandardCharsets;

public class Main {
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        InputStreamReader reader = new InputStreamReader(System.in, StandardCharsets.UTF_8);
        BufferedReader in = new BufferedReader(reader);
        String line;
        while ((line = in.readLine()) != null) {
            String[] n = line.split(";", 0);
            BigDecimal val1 = new BigDecimal(n[0]);
            BigDecimal val2 = new BigDecimal(n[1]);
            System.out.println(getMoney(val2.subtract(val1)));
        }
    }

    public static final BigDecimal[] types = {
            new BigDecimal("100.00"), new BigDecimal("50.00"),
			new BigDecimal("20.00"),  new BigDecimal("10.00"),
			new BigDecimal("5.00"),   new BigDecimal("2.00"),
			new BigDecimal("1.00"),   new BigDecimal( "0.50"),
			new BigDecimal("0.25"),   new BigDecimal("0.10"),
			new BigDecimal("0.05"),   new BigDecimal("0.01")
    };
	public static final String[] names = {
        "ONE HUNDRED", "FIFTY", "TWENTY", "TEN", "FIVE", "TWO", "ONE",
        "HALF DOLLAR", "QUARTER", "DIME", "NICKEL", "PENNY"
    };

    public static String getMoney(BigDecimal money) {
		if (money.signum() < 0) return "ERROR";
		if (money.signum() == 0) return "ZERO";
		String type = "", sep = "";
        for (int i = 0; i < types.length; i++) {
            if (money.compareTo(types[i]) >= 0) {
                BigDecimal[] n = money.divideAndRemainder(types[i]);
				money = n[1];
				type += sep + names[i];
				sep = ",";
            }
        }
        return type;
    }
}

入力は、Scanner ではなく、BufferedReader にしました。

追記
プログラムの終了の仕方が分からないそうですが、コードを見てください。

while ((line = br.readLine()) != null) {
これは、readLine() で 1行読み込んで、それを line に入れる。
line に文字列が入ったらそれは null ではないので、ループの中に入ります。
1行読み込むことが出来なかったら line には null が入り、ループを終了します。

キーボード入力で、「入力はもう無いよ。終わりだよ」ということを
プログラムに伝えるためには、Linux では Ctrl-D、
Windows では Ctrl-Z と Enter のキーを押します。

Comments

[k499778]

回答ありがとうございます。
お釣り計算の場合、それこそ誤差を含むためbigdecimalの方がいいのかなぁと思いましたが、その点どうでしょうか？

[k499778]

in.readLine()で処理が終わらなくなるのですが、なにか原因わかりますでしょうか？

[kazuma-s]

どのコードのことを言っていますか？
私の回答のコードには、in.readLine() は無くて、
scn.nextLine() で入力を行っています。

[k499778]

scn.nextLine()ですね。
scn.nextLine()で実施した際にも処理が終了せず、出力されませんでした。

[k499778]

bigdecimalでの修正ありがとうございます

[k499778]

追記いただきありがとうございます。
出力もctrl+Dを押すまでは出ないのでしょうか？
動作環境が今手元にないので、動作環境が整い次第試して返答させていただきます。

[kazuma-s]

動作環境は Linux なのですか？　こういうことも質問に書きましょう。
コードをよく読んでいますか？　理解していますか？
while ループの中で println しているから出力は出ますよ。
Ctrl-D で while ループを抜けると main は終了です。

[k499778]

動作環境はMacです
＞scn.nextLine()で実施した際にも処理が終了せず、出力されませんでした。
コードを読んでいて出力されそうなのに出力されていないから聞いています。
なので単純にキーボード入力の問題ではないのかなと

[kazuma-s]

私が不思議に思うのは、Java を学習し始めて、一度もコンソール(標準入出力)を使ったことがないということです。そんなことはあり得ないと思います。いったいどうな風に学習しているのか非常に興味があります。この課題以前にどんな課題をやったのでしょうか？

[k499778]

そうですね。標準出力という言葉を理解できていなかったです。この動きに関しては実施したことがあります。
参考書で体系的に学んだことはありますが、基本的に実務で経験しながら学んでいることが多く、実務であまりコンソールに入力してそれに対して答えが出るようなシステムは作ってきませんでした。
標準出力という言葉とやることが紐付いていなかったです。