tuerchen 07 · 7. Dezember

Kein Cent geht verloren

Code-AufgabeMittelPHP 8.4

Aufgabe

Die WG teilt die Rechnung vom Weihnachtsmarkt. Baue dafür den Wert final readonly class Money (PHP 8.2+ readonly class: alle Eigenschaften sind automatisch readonly).

__construct(int $cents, string $currency) mit öffentlichen Eigenschaften $cents und $currency. Die Währung besteht aus genau drei Großbuchstaben A–Z, sonst InvalidArgumentException.
add(Money $other): Money liefert ein neues Objekt mit der Summe. Andere Währung → DomainException.
allocate(int ...$ratios): array verteilt den Betrag im Verhältnis der Anteile und liefert eine Liste neuer Money-Objekte in der Reihenfolge der Anteile:
1. Jeder Teil bekommt zuerst intdiv($cents * $anteil, $summeDerAnteile) (Ganzzahldivision, schneidet Richtung 0 ab).
2. Den Rest verteilst du cent-weise von vorne: je Teil höchstens einen Cent (bei negativem Betrag minus einen Cent). Teile mit Anteil 0 bekommen nie etwas und werden übersprungen.
3. Die Summe der Teile ist immer exakt der Ausgangsbetrag.
4. Keine Anteile, ein negativer Anteil oder Summe 0 → InvalidArgumentException.
__toString(): deutsches Format mit Tausenderpunkt, z. B. -1.234,05 EUR.

Beträge bleiben in den Tests unter einer Billion Cent.

Sichtbare Tests

100 Cent auf drei gleiche Teile

$c = fn (array $parts) => implode(',', array_map(fn (Money $m) => $m->cents, $parts));
echo $c((new Money(100, 'EUR'))->allocate(1, 1, 1));

Erwartet: 34,33,33

Addieren und Anzeigen

$a = new Money(123400, 'EUR');
$b = $a->add(new Money(5, 'EUR'));
echo $a . ' | ' . $b;

Erwartet: 1.234,00 EUR | 1.234,05 EUR

Ungültige Währung

try {
    new Money(1, 'eur');
    echo 'keine Ausnahme';
} catch (InvalidArgumentException $e) {
    echo 'InvalidArgumentException';
}

Erwartet: InvalidArgumentException

Dazu kommen 10 versteckte Tests, die nur beim Abgeben laufen.

Tipp anzeigenkostet keine Punkte

Rechne nur mit Cent als int, nie mit Floats. intdiv() und array_sum() helfen dir, den Rest zu finden.

Extra-Stufe (+5 Punkte, freiwillig)

Extra-Stufe (+5):

allocateFair(int ...$ratios): array verteilt wie allocate(), aber den Rest nach dem größten Bruchteil (Hare-Niemeyer): Den nächsten Cent bekommt der Teil mit dem größten Divisionsrest abs($cents * $anteil % $summe); bei Gleichstand der weiter vorne stehende. Anteile 0 bekommen nichts, gleiche Fehlerfälle wie bei allocate().
static parse(string $text): Money liest genau das Format von __toString() zurück (-1.234,05 EUR, Tausenderpunkte nur korrekt gesetzt, keine führenden Nullen außer 0,xx). Alles andere → InvalidArgumentException.

Kein zweiter Editor: Dein Code oben zählt für beides. Die Extra-Tests laufen mit jeder Abgabe (5 Tests).

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Auflösung

Geld ist ein Paradebeispiel für Value Objects: Eine readonly class stellt sicher, dass sich ein Betrag nach dem Erzeugen nie mehr ändert. Jede Rechnung liefert ein neues Objekt.

Die Verteilung ist der knifflige Teil:

Wer mit Floats rechnet ($cents * $r / $total plus round()), verliert oder erfindet Cents.
floor() statt intdiv() rundet negative Beträge in die falsche Richtung: −100 auf drei Teile wird dann −34, −34, −34 – und der Rest positiv.
Der Rest darf nicht an Teile mit Anteil 0 gehen. Wer „immer ab Index 0“ verteilt, schenkt dem Mitbewohner, der gar nichts getrunken hat, einen Cent.
Bonusfalle: /^[A-Z]{3}$/ lässt "EUR\n" durch, weil $ auch vor einem abschließenden Zeilenumbruch passt. Richtig ist \z oder der Modifier D.

Doku: readonly-Klassen, intdiv.

Musterlösung

<?php

final readonly class Money
{
    public function __construct(public int $cents, public string $currency)
    {
        if (!preg_match('/^[A-Z]{3}\z/', $currency)) {
            throw new InvalidArgumentException("Ungültige Währung: {$currency}");
        }
    }

    public function add(Money $other): Money
    {
        if ($other->currency !== $this->currency) {
            throw new DomainException('Währungen passen nicht zusammen.');
        }

        return new Money($this->cents + $other->cents, $this->currency);
    }

    /** @return list<Money> */
    public function allocate(int ...$ratios): array
    {
        if ($ratios === [] || min($ratios) < 0 || array_sum($ratios) === 0) {
            throw new InvalidArgumentException('Mindestens ein Anteil, keiner negativ, Summe größer 0.');
        }

        $total = array_sum($ratios);
        $shares = array_map(fn (int $r) => intdiv($this->cents * $r, $total), array_values($ratios));
        $rest = $this->cents - array_sum($shares);
        $step = $rest <=> 0;

        foreach (array_values($ratios) as $i => $ratio) {
            if ($rest === 0) {
                break;
            }
            if ($ratio > 0) {
                $shares[$i] += $step;
                $rest -= $step;
            }
        }

        return array_map(fn (int $c) => new Money($c, $this->currency), $shares);
    }

    /** @return list<Money> Rest nach größtem Bruchteil (Hare-Niemeyer) */
    public function allocateFair(int ...$ratios): array
    {
        if ($ratios === [] || min($ratios) < 0 || array_sum($ratios) === 0) {
            throw new InvalidArgumentException('Mindestens ein Anteil, keiner negativ, Summe größer 0.');
        }

        $ratios = array_values($ratios);
        $total = array_sum($ratios);
        $shares = [];
        $remainders = [];
        foreach ($ratios as $i => $ratio) {
            $shares[$i] = intdiv($this->cents * $ratio, $total);
            $remainders[$i] = abs(($this->cents * $ratio) % $total);
        }
        $rest = $this->cents - array_sum($shares);
        $step = $rest <=> 0;

        $order = array_keys($ratios);
        usort($order, fn (int $a, int $b) => [$remainders[$b], $a] <=> [$remainders[$a], $b]);
        foreach ($order as $i) {
            if ($rest === 0) {
                break;
            }
            if ($ratios[$i] > 0) {
                $shares[$i] += $step;
                $rest -= $step;
            }
        }

        return array_map(fn (int $c) => new Money($c, $this->currency), $shares);
    }

    public static function parse(string $text): Money
    {
        if (!preg_match('/^(-?)(0|[1-9]\\d{0,2}(?:\\.\\d{3})*),(\\d{2}) ([A-Z]{3})\\z/', $text, $m)
            || ($m[1] === '-' && $m[2] === '0' && $m[3] === '00')) {
            throw new InvalidArgumentException("Kein Geldbetrag: {$text}");
        }
        $cents = (int) (str_replace('.', '', $m[2]) . $m[3]);

        return new Money($m[1] === '-' ? -$cents : $cents, $m[4]);
    }

    public function __toString(): string
    {
        return number_format($this->cents / 100, 2, ',', '.') . ' ' . $this->currency;
    }
}

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