32 결정 — if와 switch

32.1 갈라서 가기 — 프로그램이 판단한다는 것#

20장에서 프로그램은 위에서 아래로 한 문장씩 실행된다고 했다. 그 규칙만으로는 프로그램이 늘 같은 일을 한다. 입력이 90점이든 40점이든 같은 문장들이 같은 순서로 돈다. 그러나 쓸모 있는 프로그램은 상황에 따라 다른 일을 한다 — 점수가 60 이상이면 「통과」, 아니면 「재시험」을 찍고, 파일이 열리지 않으면 거기서 멈춘다.

이것을 분기(branch) 또는 선택이라 한다. 실행의 흐름이 갈림길에서 한쪽 길을 고른다. 순서도를 그린다면 마름모 하나에서 길이 둘로 갈라지는 그림이다. 고르는 기준은 31장에서 만든 참·거짓의 값이다.

표준은 이 장치를 선택문(selection statement)이라 부르고 이렇게 정의한다.

“ 선택문은 제어 수식(controlling expression)의 값에 따라 여러 부속 블록 가운데 하나를 고른다.¹ ”

정의의 두 낱말, 제어 수식과 부속 블록이 이 장의 뼈대다. 제어 수식은 갈림길에서 묻는 물음이고(if (score >= 60)의 score >= 60), 부속 블록은 고를 수 있는 길들이다. C의 선택문은 둘이다. 물음이 「참인가 거짓인가」이면 if, 「값이 무엇인가」이면 switch 다. 둘 다 하나의 길만 고른다 — 고르지 않은 길의 문장은 실행되지 않는다.

32.2 if — 조건이 참이면#

문법은 읽는 그대로다:

if (조건) {
    조건이 참일 때의 문장들
} else {
    거짓일 때의 문장들   /* else 부분은 없어도 된다 */
}

조건 자리에는 bool이 되는 수식(31장)이 오고, 갈래마다 블록(20장)이 온다. 갈래가 여럿이면 else if로 사다리를 만든다 — 시연이 그 모습이다. 26장의 입력 관행(fgets+sscanf)이 다시 나오는 것도 눈여겨보면 된다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char line[100];
    int score = 0;

    fgets(line, sizeof line, stdin);
    sscanf(line, "%d", &score);

    if (score >= 90) {
        printf("%d: excellent\n", score);
    } else if (score >= 80) {
        printf("%d: good\n", score);
    } else if (score >= 70) {
        printf("%d: fair\n", score);
    } else {
        printf("%d: needs work\n", score);
    }
    return 0;
}

87

87: good

사다리는 위에서부터 차례로 검사되고, 처음 참이 되는 갈래 하나만 실행된다 — 87점이 “good”에서 멈추고 아래로 내려가지 않는 것이 그 보장이다. 그래서 사다리의 순서가 곧 논리다: 좁은 조건을 위에, 넓은 조건을 아래에 두는 것이 정석이다.

32.3 switch — 값으로 갈라서는 판#

갈림길이 “어느 범위인가”가 아니라 “어느 값인가”로 갈릴 때는 전용 장치가 따로 있다 — switch다.

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    char line[100];
    int month = 0;

    fgets(line, sizeof line, stdin);
    sscanf(line, "%d", &month);

    switch (month) {
    case 12:
    case 1:
    case 2:                     /* 세 case가 하나의 답을 공유한다(폴스루) */
        printf("month %d: winter\n", month);
        break;
    case 3:
    case 4:
    case 5:
        printf("month %d: spring\n", month);
        break;
    case 6:
    case 7:
    case 8:
        printf("month %d: summer\n", month);
        break;
    case 9:
    case 10:
    case 11:
        printf("month %d: autumn\n", month);
        break;
    default:
        printf("month %d: no such month\n", month);
        break;
    }
    return 0;
}

12

month 12: winter

읽는 법 — switch (month)가 값을 하나 들고 판(switch 의 블록)에 들어서면, 실행은 그 값과 일치하는 case 이름표로 건너뛴다. 그리고 여기가 switch의 가장 중요한 성질이다: case는 담장이 아니라 이름표라서, 일단 건너뛴 뒤에는 다음 case를 지나쳐 아래로 계속 흐른다. 이 흐름을 폴스루(fall-through)라 부르고, 멈추고 싶은 자리에 break(판을 나가라)를 명시한다.

폴스루는 양날이다. 시연처럼 여러 값이 한 답을 공유하게 묶는 데는 제격이지만(12·1·2월이 겨울 하나로), break를 잊으면 의도치 않은 갈래까지 흘러 들어가는 고전적 사고가 된다 — 그래서 컴파일러 경고와 C23의 명시 표기([[fallthrough]] — “의도된 흐름임”을 적는 문서)가 이 자리를 지킨다. default는 어느 이름표에도 안 맞을 때의 갈래다 — “그런 달은 없다”처럼, 예상 밖의 값을 잡는 그물로 항상 두는 것이 관행이다.

switch (expr) {
    int i = 4;          /* ← 여기로는 아무도 오지 않는다 */
    f(i);               /* ← 여기도 */
case 0:
    i = 17;
    /* 아래로 흘러 들어간다 */
default:
    printf("%d\n", i);
}

갈림길을 배웠다 — 그러나 프로그램의 진짜 힘은 갈라서는 것이 아니라 되풀이하는 것에서 나온다. 2장에서 “단순한 걸음도 수십억 번이면”이라 했던 그 반복을, 다음 장에서 반복문(loop)으로 손에 넣는다.