旅行費用分割計算

1. アプリ概要

旅行メンバーと各自の支払いを入力し誰が誰にいくら払うかを計算するアプリ。割り勘アルゴリズムを実装。

このアプリはconvertersカテゴリの実践的なPythonアプリです。使用ライブラリは tkinter（標準ライブラリ）、難易度は ★★☆ です。

このアプリは「変換ツール」カテゴリです。形式変換ツールは入力・処理・出力の三層を明示的に書く好材料で、エラー入力の扱いやバリデーションの基本を体験できます。tkinter（標準ライブラリ） を活かして実装するこの構造は、他のアプリにも応用が効きます。

動かしながら読むことが理解の最短経路です。まずはコードをコピーして実行し、想定どおりに動くことを確認したうえで解説と照らし合わせてください。

カスタマイズでは「機能追加」「UI 改善」「エラー耐性」の三方向で考えると視野が広がります。練習問題にもそれぞれの方向の具体例を用意しています。

2. 機能一覧

• 「追加」ボタン（add_payment()）・「選択削除」ボタン（remove_selected()）・「精算プランを計算」ボタン（calculate()）・「全クリア」ボタン（clear_all()）で操作
• ttk.Treeview による表形式の一覧表示
• messagebox.showwarning() によるダイアログ通知
• ウィンドウはタイトル「旅行費用分割計算」・サイズ 700x600 で起動

3. 事前準備・環境

Windows 11（実機）で起動と基本操作を確認しています（全機能の網羅テストではありません）。Linux Mint 22.3（仮想マシン）では起動と画面表示を確認しました。macOS は標準ライブラリの範囲で動作する想定ですが、未検証です。

• Python 3.10 以上
• OS: Windows 11（実機で起動・基本操作を確認）・Linux Mint 22.3（仮想マシンで起動・画面表示を確認）

4. 完全なソースコード

import tkinter as tk
from tkinter import ttk, messagebox


class App100:
    """旅行費用分割計算: メンバーごとの支払いから精算プランを算出"""

    def __init__(self, root):
        self.root = root
        self.root.title("旅行費用分割計算")
        self.root.geometry("700x600")
        self.root.minsize(700, 600)
        self.root.configure(bg="#f8f9fc")
        # 支払い記録: [(name, amount), ...]
        self.payments = []
        self._build_ui()

    def _build_ui(self):
        """UI を構築する"""
        # タイトル
        title_frame = tk.Frame(self.root, bg="#3776ab", pady=12)
        title_frame.pack(fill=tk.X)
        tk.Label(
            title_frame, text="旅行費用分割計算",
            font=("Noto Sans JP", 16, "bold"),
            bg="#3776ab", fg="white"
        ).pack()

        main = tk.Frame(self.root, bg="#f8f9fc", padx=15, pady=15)
        main.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)

        # 支払い登録フォーム
        form = ttk.LabelFrame(main, text="支払いを登録", padding=10)
        form.pack(fill=tk.X)
        ttk.Label(form, text="名前").grid(row=0, column=0, sticky="w")
        self.name_var = tk.StringVar()
        ttk.Entry(form, textvariable=self.name_var, width=15).grid(row=0, column=1, padx=8)
        ttk.Label(form, text="支払額(円)").grid(row=0, column=2, sticky="w")
        self.amount_var = tk.StringVar()
        ttk.Entry(form, textvariable=self.amount_var, width=12).grid(row=0, column=3, padx=8)
        ttk.Button(form, text="追加", command=self.add_payment).grid(row=0, column=4, padx=4)
        ttk.Button(form, text="選択削除", command=self.remove_selected).grid(row=0, column=5, padx=4)

        # 支払いリスト
        list_frame = ttk.LabelFrame(main, text="支払い一覧", padding=6)
        list_frame.pack(fill=tk.BOTH, expand=True, pady=8)
        cols = ("名前", "支払額")
        self.tree = ttk.Treeview(list_frame, columns=cols, show="headings", height=8)
        for c in cols:
            self.tree.heading(c, text=c)
        self.tree.column("名前", width=200)
        self.tree.column("支払額", width=150, anchor="e")
        self.tree.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)

        # 集計ボタン
        btn = tk.Frame(main, bg="#f8f9fc")
        btn.pack(pady=4)
        ttk.Button(btn, text="精算プランを計算", command=self.calculate).pack(side=tk.LEFT, padx=4)
        ttk.Button(btn, text="全クリア", command=self.clear_all).pack(side=tk.LEFT, padx=4)

        # 結果表示
        result_frame = ttk.LabelFrame(main, text="精算プラン", padding=6)
        result_frame.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)
        self.result_text = tk.Text(result_frame, height=8, font=("Noto Sans JP", 11), bg="white")
        self.result_text.pack(fill=tk.BOTH, expand=True)

    def add_payment(self):
        """支払いを追加する"""
        name = self.name_var.get().strip()
        if not name:
            messagebox.showwarning("入力エラー", "名前を入力してください")
            return
        try:
            amount = float(self.amount_var.get())
            if amount < 0:
                raise ValueError
        except ValueError:
            messagebox.showwarning("入力エラー", "支払額には正の数値を入力してください")
            return
        self.payments.append((name, amount))
        self.tree.insert("", tk.END, values=(name, f"{amount:,.0f} 円"))
        self.name_var.set("")
        self.amount_var.set("")

    def remove_selected(self):
        """選択行を削除する"""
        selected = self.tree.selection()
        if not selected:
            return
        for item in selected:
            idx = self.tree.index(item)
            self.tree.delete(item)
            if 0 <= idx < len(self.payments):
                del self.payments[idx]

    def clear_all(self):
        """全データをクリアする"""
        self.payments.clear()
        for item in self.tree.get_children():
            self.tree.delete(item)
        self.result_text.delete("1.0", tk.END)

    def calculate(self):
        """精算プランを計算する: 各人の収支から最小取引数で誰が誰に支払うかを算出"""
        if not self.payments:
            messagebox.showwarning("警告", "支払いを1件以上登録してください")
            return
        # 各人の合計支払い額を集計
        totals = {}
        for name, amount in self.payments:
            totals[name] = totals.get(name, 0) + amount
        people = list(totals.keys())
        n = len(people)
        if n < 2:
            messagebox.showwarning("警告", "メンバーが2人以上必要です")
            return
        total_sum = sum(totals.values())
        avg = total_sum / n
        # 各人の収支(支払額 - 平均)。プラスは多く払った=受取、マイナスは支払う側
        balances = {p: totals[p] - avg for p in people}

        # グリーディに精算: 受取側と支払側をペアリング
        creditors = sorted(((p, b) for p, b in balances.items() if b > 0.005), key=lambda x: -x[1])
        debtors = sorted(((p, -b) for p, b in balances.items() if b < -0.005), key=lambda x: -x[1])

        transactions = []
        i = j = 0
        # リストをミュータブルにコピー
        creds = [list(c) for c in creditors]
        debs = [list(d) for d in debtors]
        while i < len(debs) and j < len(creds):
            pay = min(debs[i][1], creds[j][1])
            transactions.append((debs[i][0], creds[j][0], pay))
            debs[i][1] -= pay
            creds[j][1] -= pay
            if debs[i][1] < 0.01:
                i += 1
            if creds[j][1] < 0.01:
                j += 1

        # 結果出力
        self.result_text.delete("1.0", tk.END)
        out = []
        out.append(f"参加者: {n} 名")
        out.append(f"合計支出: {total_sum:,.0f} 円")
        out.append(f"1人あたり負担: {avg:,.0f} 円")
        out.append("")
        out.append("【各メンバーの収支】")
        for p in people:
            sign = "+" if balances[p] >= 0 else ""
            out.append(f"  {p}: 支払 {totals[p]:,.0f} 円 ({sign}{balances[p]:,.0f} 円)")
        out.append("")
        out.append("【精算プラン】")
        if not transactions:
            out.append("  全員ぴったり同額です。精算不要！")
        else:
            for fr, to, amt in transactions:
                out.append(f"  {fr} → {to}: {amt:,.0f} 円")
        self.result_text.insert("1.0", "\n".join(out))


if __name__ == "__main__":
    root = tk.Tk()
    app = App100(root)
    root.mainloop()

5. コード解説

旅行費用分割計算: メンバーごとの支払いから精算プランを算出のコードを、実際に書かれている実装に沿って解説します。

6. ステップバイステップガイド

このアプリをゼロから自分で作る手順を解説します。コードをコピーするだけでなく、実際に手順を追って自分で書いてみましょう。

1. 1
   ファイルを作成する

   新しいファイルを作成して app100.py と保存します。使うのは tkinter だけなので、追加インストールは不要です。

2. 2
   クラスの骨格を作る

   App100 クラスを定義し、__init__ と、末尾の root = tk.Tk() ～ mainloop() の最小構成を書いて、まず空のウィンドウが出ることを確認します。

3. 3
   ウィンドウを設定する

   title("旅行費用分割計算")・geometry("700x600")・configure(bg="#f8f9fc")・minsize(700, 600) をコンストラクタで設定します。

4. 4
   画面部品を並べる

   _build_ui() の中で、tk.Frame×3・tk.Label・ttk.LabelFrame×3・ttk.Label×2・ttk.Entry×2・ttk.Button×4・ttk.Treeview・tk.Text を作って配置します（掲載コードと同じ並び順で書くとレイアウトが一致します）。まず表示だけ確認しましょう。

5. 5
   イベントを接続する

   「2. 機能一覧」で挙げた各ボタンを command= で対応するメソッド（add_payment()・remove_selected()・calculate()・clear_all()）につなぎます。

6. 6
   中心になるメソッドを実装する

   アプリの本体である calculate()（57行）・add_payment()（17行）・remove_selected()（10行）・clear_all()（6行） を実装します。

7. 7
   動作確認する

   python app100.py で起動し、各ボタンが反応することを確認します。

7. カスタマイズアイデア

基本機能を習得したら、以下のカスタマイズに挑戦してみましょう。

8. よくある問題と解決法

9. 練習問題

アプリの理解を深めるための練習問題です。気になるものから挑戦してみてください（課題3は定型の発展課題です）。このアプリは入力された金額を足し引きして並べるだけで、精算の助言をするものではありません。実際のやり取りは当事者どうしで確かめてください。練習は架空の名前と金額で試せます。計算は小数のまま進み、表示のときだけ円未満を丸めます（145〜158行）。3人で1,000円を1人が立て替えた場合（立て替えていない2人は0円で登録します）、収支は次のとおりです。「+667 円」が1人と「-333 円」が2人、精算プランは「333 円」が2件で合計666円です。1円ぶんは表示の丸めで消えます。

1. 課題1：支払額を1円単位に限る

   支払額は float() で読み取ります（74行）。1000.5 のような小数も通り、一覧には f"{amount:,.0f} 円" で「1,000 円」と表示されます（81行）。画面の数字と計算に使う値がずれるため、精算プランの金額も一覧から追えなくなります。

   期待結果：支払額に 1000.5 と入れて「追加」を押すと、「支払額は1円単位で入力してください」と出て一覧に増えない

   合格条件

   • 1000 はこれまでどおり追加できる
   • abc のときは、これまでどおり「支払額には正の数値を入力してください」が出る（77〜78行）
   • 0 は追加できる（75行が弾くのはマイナスだけ）

   ヒント①（どこを触るか）: 触るのは1か所です。金額を読み取っている73〜79行の try の中、75行の隣です。
   ヒント②（使うもの）: amount != int(amount) なら1円未満の端数が入っています。そのときは messagebox.showwarning("入力エラー", "支払額は1円単位で入力してください") を出して return してください（77〜78行と同じ書き方です）。raise ValueError だけでも弾けますが、その場合の知らせは78行の「支払額には正の数値を入力してください」になります。
   つまずきやすい点: float() は 1e3（＝1000.0）も全角の １０００ も通します。厳しくしたいときは int(self.amount_var.get()) へ変えて ValueError を受けてください。この書き方なら 1e3 は弾かれますが、全角の数字は int() でも通ります。カンマ付きの 1,000 は、どちらの書き方でも ValueError です。

2. 課題2：支払いを変えたら古い精算プランを消す

   calculate() の結果は result_text に残り続けます（142行・159行）。そのあとに支払いを足しても消しても、結果欄は古いままです（67〜94行に消す処理はありません）。金額を1件足した直後の画面を見て、古いプランのとおりに精算してしまう事故が起こります。

   期待結果：精算プランを計算したあとに支払いを1件追加すると、精算プランの欄が空になる

   合格条件

   • 「選択削除」で1件消したときも、同じように空になる
   • 行を選ばずに「選択削除」を押したときは、精算プランが残る（88〜89行で先に戻るため）
   • 「精算プランを計算」を押せば、これまでどおり新しいプランが出る

   ヒント①（どこを触るか）: 触るのは2か所です。add_payment() の最後（83行の下）と、remove_selected() の最後（94行の下）です。
   ヒント②（使うもの）: どちらも self.result_text.delete("1.0", tk.END) の1行です。101行・142行と同じ書き方です。
   つまずきやすい点: remove_selected() では、90〜94行の for の中へ入れると選んだ行の数だけ実行されます。ループの外、つまりメソッドの最後に置いてください。88〜89行より前へ置くと、行を選ばずに押しただけで精算プランが消えます。消すかわりに「支払いが変わりました」と表示する作りでもかまいません。

3. 課題3：保存機能の追加

   処理結果をファイルに保存する機能を追加しましょう。