本文旨在帮助Java初学者优化其找零计算代码，通过使用除法和取模运算，避免冗长的while循环，从而提高代码效率和可读性。我们将提供详细的代码示例和解释，帮助读者理解并掌握这种更简洁的实现方式。
原代码使用多个while循环来计算每种面额的硬币数量，这使得代码冗长且不易维护。更优的解决方案是使用除法和取模运算符，可以直接计算出每种面额的数量，并更新剩余金额。
优化后的代码实现
以下是使用除法和取模运算优化后的 Rueckgaberechner 方法：
public class ChangeCalculator {
public static void rueckgaberechner(double geld) {
System.out.println("Rueckgeld: ");
// 将金额转换为分（整数）
int geldInCent = (int) (geld * 100);
// 计算2欧元硬币的数量
int numberOf2Euros = geldInCent / 200;
geldInCent %= 200;
if (numberOf2Euros > 0) {
System.out.println(numberOf2Euros + " mal 2 Euro");
}
// 计算1欧元硬币的数量
int numberOf1Euros = geldInCent / 100;
geldInCent %= 100;
if (numberOf1Euros > 0) {
System.out.println(numberOf1Euros + " mal 1 Euro");
}
// 计算50分硬币的数量
int numberOf50Cents = geldInCent / 50;
geldInCent %= 50;
if (numberOf50Cents > 0) {
System.out.println(numberOf50Cents + " mal 50 Cent");
}
// 计算20分硬币的数量
int numberOf20Cents = geldInCent / 20;
geldInCent %= 20;
if (numberOf20Cents > 0) {
System.out.println(numberOf20Cents + " mal 20 Cent");
}
// 计算10分硬币的数量
int numberOf10Cents = geldInCent / 10;
geldInCent %= 10;
if (numberOf10Cents > 0) {
System.out.println(numberOf10Cents + " mal 10 Cent");
}
// 计算5分硬币的数量
int numberOf5Cents = geldInCent / 5;
geldInCent %= 5;
if (numberOf5Cents > 0) {
System.out.println(numberOf5Cents + " mal 5 Cent");
}
// 计算2分硬币的数量
int numberOf2Cents = geldInCent / 2;
geldInCent %= 2;
if (numberOf2Cents > 0) {
System.out.println(numberOf2Cents + " mal 2 Cent");
}
// 计算1分硬币的数量
int numberOf1Cents = geldInCent; // 剩余的都是1分
if (numberOf1Cents > 0) {
System.out.println(numberOf1Cents + " mal 1 Cent");
}
}
public static void main(String[] args) {
rueckgaberechner(3.88); // 测试用例
}
}代码解释：
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- 金额转换： 首先，将输入的 geld (double类型) 乘以 100 并转换为整数 geldInCent，以便进行整数运算，避免浮点数精度问题。
- 除法和取模运算： 对于每种面额，使用除法运算符 / 计算出该面额硬币的数量，然后使用取模运算符 % 更新剩余金额。 例如，numberOf2Euros = geldInCent / 200; 计算出2欧元硬币的数量，geldInCent %= 200; 更新剩余金额。
- 输出结果： 如果某种面额的硬币数量大于0，则输出结果。
进一步优化：使用枚举和Map
为了使代码更具可扩展性和可读性，可以使用枚举类型来表示不同的欧元面额，并使用 Map 来存储每种面额的数量。
import java.util.Arrays;
import java.util.Comparator;
import java.util.LinkedHashMap;
import java.util.Map;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicReference;
import java.util.function.Function;
import java.util.stream.Collectors;
public class ChangeCalculator {
enum EuroDenominations {
ONE_CENT_COIN(1, "1¢"),
TWO_CENT_COIN(2, "2¢"),
FIVE_CENT_COIN(5, "5¢"),
TEN_CENT_COIN(10, "10¢"),
TWENTY_CENT_COIN(20, "20¢"),
FIFTY_CENT_COIN(50, "50¢"),
ONE_EURO_COIN(100, "€1"),
TWO_EURO_COIN(200, "€2");
private final int cents;
private final String symbol;
EuroDenominations(int cents, String symbol) {
this.cents = cents;
this.symbol = symbol;
}
public int cents() {
return cents;
}
public String symbol() {
return symbol;
}
}
public static Map rueckgaberechner(double geld) {
AtomicReference atomicGeld = new AtomicReference<>(geld);
return Arrays.stream(EuroDenominations.values())
.sorted(Comparator.comparing(EuroDenominations::cents).reversed())
.collect(Collectors.toMap(Function.identity(), v -> {
double g = atomicGeld.get();
int i = (int) (g / v.cents());
atomicGeld.set(g % v.cents());
return i;
},
(a, b) -> a,
LinkedHashMap::new));
}
public static void main(String[] args) {
Map rueckgaberechner = rueckgaberechner(3.88);
System.out.println(rueckgaberechner);
System.out.println("\nPretty print:");
rueckgaberechner.entrySet().stream()
.filter(entry -> entry.getValue() != 0)
.forEach(entry -> System.out.printf("%d mal %s\n", entry.getValue(), entry.getKey().symbol()));
}
} 代码解释：
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- 枚举类型： EuroDenominations 枚举类型定义了所有可能的欧元面额，包括面值和符号。
-
rueckgaberechner 方法：
- 使用 Arrays.stream 和 Collectors.toMap 将枚举类型转换为一个 Map，其中键是 EuroDenominations 枚举常量，值是该面额的数量。
- 使用 sorted 方法按照面值从大到小排序，确保优先使用大面额的硬币。
- 使用 AtomicReference 包装金额，以便在 lambda 表达式中修改。
- main 方法： 演示了如何调用 rueckgaberechner 方法并打印结果。
注意事项
- 浮点数精度： 在进行货币计算时，应避免使用浮点数，因为浮点数可能存在精度问题。建议将金额转换为整数（例如，以分为单位）。
- 四舍五入： 在将金额转换为整数时，需要考虑四舍五入的问题。
- 代码可读性： 编写清晰、简洁的代码，并添加适当的注释，以提高代码的可读性和可维护性。
总结
通过使用除法和取模运算，可以显著简化找零计算的代码，提高代码效率和可读性。 使用枚举和 Map 可以使代码更具可扩展性和可维护性。 在进行货币计算时，应注意浮点数精度问题。
