Tweaked your code a bit, see if you can use this or this works for you ?
Primarily modified 'cart' to a map instead of a list. Its copied from Notepad++, regret any inconvenience in reading.
---------------------------------

public class StoreFront2 {
    public String message { get; set; }
    List<DisplayMerchandise> products;
    Map<Id, DisplayMerchandise> cart;

    public PageReference shop(){
        for(DisplayMerchandise c : products){
            if(cart.containsKey(c.merchandise.Id)){
                cart.get(c.Id).count = count++;
            }
            else{
                cart.put(c.merchandise.Id, c);
            }            
        }
        
        message = 'You bought: ';
        for (DisplayMerchandise p:products){
            if(p.count > 0){
               message += p.merchandise.name + ' (' + p.count + ') ' ;
               }
            }
        return null;
    }

    public Map<Id, DisplayMerchandise> getCart() {
        if(cart == null){
            cart = new Map<Id, DisplayMerchandise>{};
        }
        return cart;
    }

    public class DisplayMerchandise {
        public Merchandise__c merchandise{get; set;}
        public Decimal count{get; set;}
        
        public DisplayMerchandise(Merchandise__c item){
            this.merchandise = item;
        }
    }

    public List<DisplayMerchandise> getProducts() {
        if (products == null){
            products = new List<DisplayMerchandise>{};
            for (Merchandise__c item :
            [SELECT id, name, description__c, price__c
            FROM Merchandise__c
            WHERE Total_Inventory__c > 0]) {
            products.add(new DisplayMerchandise(item));
            }
        }
        return products;
    }
}