32-1-나.C++의 예외 처리

예외 처리는 튼튼한 프로그램을 만들기 위해 어차피 필요하되 형식성을 좀 갖출 필요가 있다. 이런 필요성은 아주 오래 전부터 인식되어 왔고 그동안 많은 예외 처리 방법들이 개발되었다. 전통적인 C 라이브러리도 setjmp, longjmp라는 함수가 있고 윈도우즈는 운영체제 차원에서 구조적인 예외 처리 기법(SEH)을 제공하며 이 기법은 비주얼 C++ 컴파일러에 의해 구현되었다. 또한 MFC 라이브러리는 예외를 처리하는 CException과 파생 클래스를 제공하기도 한다.

C++은 함수나 컴파일러, 라이브러리 수준이 아닌 언어 차원에서 새로운 예외 처리 문법을 제공한다. 언어가 제공하는 기능이기 때문에 기존 방법에 비해 좀 더 유연하고 클래스를 인식하므로 적절한 시점에 파괴자를 호출하여 깔끔하게 예외를 처리할 수 있다. C++의 예외 처리 문법은 다음 세 키워드로 지원된다.

■ try : 예외가 발생할만한 코드 블록을 지정하는데 try 다음의 { } 괄호안에 예외 처리 대상 코드를 작성한다. 이 블록 안에서 예외가 발생했을 때 throw 명령으로 예외를 던진다.

■ throw : 프로그램이 정상적으로 실행될 수 없는 상황일 때 이 명령으로 예외를 던진다. throw 다음에 던지고자 하는 예외를 적는다. 예외를 던진다는 것은 예외가 발생되었다는 것을 알리며 이 예외를 처리하는 catch문으로 점프하도록 한다. throw 명령 아래쪽의 코드들은 모두 무시되며 곧바로 예외 처리 구문으로 이동한다.

■ catch : try 블록 다음에 이어지며 던져진 예외를 받아서 처리한다. 그래서 catch 블록을 예외 핸들러라고 부른다. catch 다음에는 받고자 하는 예외의 타입을 적는데 이 객체는 throw에 의해 던져진다. catch 블록에는 예외를 처리하는 코드가 작성된다.

가장 간단한 예외 처리 구문의 예는 다음과 같다.

try {

if (예외 조건) throw 예외 객체;

}

catch (예외 객체) {

예외 처리

}

try 블록 안에서 어떤 연산을 하는데 연산중에 에러가 발생하면 throw로 예외를 던지며 catch가 이 예외를 받아 처리한다. try블록과 catch는 한 쌍이므로 반드시 연속적으로 배치되어야 하며 중간에 다른 문장이 끼어들어서는 안된다. 다음 예제는 좌표와 숫자를 입력받아 지정한 좌표에 숫자의 제곱근을 출력하는데 전통적인 방법으로 예외를 처리했다.

예 제 : ifexcept

#include <Turboc.h>

#include <math.h>

void main()

{

int x,y,r;

printf("x 좌표 입력 : ");scanf("%d",&x);

if (x < 0) {

printf("%d는 음수이므로 잘못된 값입니다.\n",x);

exit(-1);

}

printf("y 좌표 입력 : ");scanf("%d",&y);

if (y < 0) {

printf("%d는 음수이므로 잘못된 값입니다.\n",y);

exit(-1);

}

printf("숫자 입력 : ");scanf("%d",&r);

if (r < 0) {

printf("%d는 음수이므로 잘못된 값입니다.\n",r);

exit(-1);

}

gotoxy(x,y);

printf("%d의 제곱근은 %.4f입니다\n",r,sqrt(r));

}

화면상의 좌표는 당연히 양수여야 한다. 그리고 음수의 제곱근은 존재하지 않으므로 반드시 양수값만 입력받아야 한다. 이런 규칙을 점검하기 위해 매 값을 입력받을 때마다 if문으로 값의 부호를 점검하고 음수가 입력되었을 때는 에러 메시지를 출력한 후 프로그램을 종료하도록 했다. 프로그램의 안전성을 위해 꼭 필요한 에러 처리이기는 하지만 똑같은 코드가 계속 반복되어 용량을 낭비하고 있다. 또한 프로그램의 고유 코드보다 에러를 처리하는 코드가 더 길어 보기에도 좋지 않다. 이 프로그램을 C++의 예외 처리 구문으로 바꾸면 다음과 같이 정리할 수 있다.

예 제 : trycatch

#include <Turboc.h>

#include <math.h>

void main()

{

int x,y,r;

try {

printf("x 좌표 입력 : ");scanf("%d",&x);

if (x < 0) throw x;

printf("y 좌표 입력 : ");scanf("%d",&y);

if (y < 0) throw y;

printf("숫자 입력 : ");scanf("%d",&r);

if (r < 0) throw r;

}

catch(int a) {

printf("%d는 음수이므로 잘못된 값입니다.\n",a);

exit(-1);

}

gotoxy(x,y);

printf("%d의 제곱근은 %.4f입니다\n",r,sqrt(r));

}

예외가 발생할 가능성이 있는 입력문들을 모두 try로 둘러싸고 try 블록 안에서 잘못된 값이 입력될 때마다 throw로 입력된 정수값을 던지기만 했다. throw가 에러를 유발시킨 정수를 던지면 try 블록 다음의 catch에서 이 정수를 받아 에러 메시지를 출력하고 exit(-1)로(또는 return으로) 프로그램을 종료한다. 이때 try블록의 throw 아래에 있는 코드는 무시되는데 한 값이 잘못 입력되었으면 다음 값은 입력받을 필요가 없기 때문이다. 순차적으로 실행되는 코드 흐름에서 앞 부분이 잘못되면 일반적으로 뒷 부분의 코드도 제대로 동작하지 않는다.

만약 예외가 발생하지 않으면 catch 블록에 있는 예외 처리 코드는 실행되지 않고 무시된다. 모든 값이 다 양수로 입력되었다면 예외가 발생하지 않으며 이때는 (x, y) 위치에 sqrt(r) 값을 정상적으로 출력할 수 있다. 똑같이 반복되는 에러 처리 코드를 한 곳에 모을 수 있어 코드가 짧아지며 에러 처리 구문과 고유의 처리 코드가 분리되어서 읽기에도 좋다.

catch 블록 안의 코드는 예외가 발생할 때만 실행되며 오로지 throw에 의해서만 이동 가능하다. 아무리 잘못된 문장이라도 에외가 자동으로 발생하는 법은 없으므로 throw로 던질 때만 예외가 발생하며 catch블록은 예외가 발생할 때만 호출된다. goto나 return 기타 제어를 옮기는 명령으로는 catch 안으로 이동하지 못하며 반드시 throw로만 제어를 옮길 수 있다. 반면 catch문 안에서는 goto, return, break, continue 등의 명령들로 블록 밖으로 이동할 수 있다.

catch의 코드는 잘 발생하지 않는 비정상적인 상황을 처리하는 것이므로 프로그램의 논리와는 큰 상관이 없다. 예를 들어 하드 디스크가 가득 찼다거나 네트워크 카드가 갑작스럽게 고장난 상황을 들 수 있는데 발생 빈도가 지극히 낮기는 하지만 그렇다고 처리하지 않을 수는 없다. catch가 처리하는 예외는 극단적인 상황에 대한 대책이므로 이런 코드를 분석할 때는 무시하고 읽어도 상관없다. 오히려 그러는 편이 코드를 빨리 읽는 방법이며 이를 위해 예외 처리 코드를 분리하는 문법이 제공되는 것이다.

하나의 try 블록에서 타입이 다른 여러 개의 예외를 발생시킬 수도 있는데 이때는 예외의 타입수만큼의 catch를 try 블록 다음에 나열하면 된다. 각 catch 문들은 모두 try와 한 덩어리이므로 catch문 사이에도 다른 문장이 끼어들어서는 안된다. 다음 예제는 두 정수를 입력받아 나누기 연산을 하는데 피젯수는 반드시 양수여야 한다고 가정하도록 하자.

예 제 : multicatch

#include <Turboc.h>

void main()

{

int a,b;

try {

printf("나누어질 수를 입력하시오 : ");

scanf("%d",&a);

if (a < 0) throw a;

printf("나누는 수를 입력하시오 : ");

scanf("%d",&b);

if (b == 0) throw "0으로는 나눌 수 없습니다.";

printf("나누기 결과는 %d입니다.\n",a/b);

}

catch(int a) {

printf("%d는 음수이므로 나누기 거부\n",a);

}

catch(const char *message) {

puts(message);

}

}

try 블록에서 a를 먼저 입력받고 이 값이 음수일 경우 정수값 a를 던진다. 이때 throw는 정수값을 받는 catch를 찾아 점프하며 catch는 이 값이 음수이므로 연산을 할 수 없다는 에러 메시지를 출력한다. a가 양수일 경우 다음 문장에서 b를 입력받는데 b가 0일 경우 나눗셈을 할 수 없다는 문자열 예외를 던진다. 이때는 char *를 받는 catch문으로 점프하여 문자열을 메시지로 출력한다.

a와 b가 모두 정상적으로 입력되면 a/b 연산 결과를 출력하고 뒤쪽의 catch문은 무시된다. throw가 던지고 catch가 받는 것을 예외 객체라고 하는데 throw가 던지는 실인수가 catch의 형식 인수로 대입된다고 생각하면 된다. catch는 전달된 예외 객체를 통해 에러의 내용을 파악하고 에러를 어떻게 처리할 것인지를 결정한다.

catch는 마치 throw에 의해 호출되는 함수에 비유될 수 있으며 함수가 오버로딩될 수 있듯이 catch도 여러 가지 예외 타입에 따라 오버로딩될 수 있다. throw가 던지는 예외의 타입과 일치하는 catch가 호출되는 것이다. 필요하다면 catch내에서 지역변수를 선언해서 사용할 수도 있다. 물론 이는 어디까지나 비유일 뿐 catch가 진짜 함수라는 얘기는 아니다. catch로 이동하면 다시 리턴하지 않으므로 throw에 의해 점프되는 레이블이라고 보는 편이 더 타당하다. throw는 호출(call)이 아니라 무조건 분기문인 goto와 더 가깝다.