프로그램의 흐름을 통제하기
러스트에는 조건에 따라 다른 코드를 실행하거나 특정 구간을 반복하는 등 프로그램의 실행을 통제하는 제어 흐름문이 있습니다. 이번 글에서는 러스트의 제어 흐름문 및 프로그램의 실행을 제어하기 위한 대표적인 문법과 자료형을 살펴봅니다.
if
조건에 따라 다른 코드를 실행해야 할 때 if문을 통해 조건에 따른 코드의 분기branch를 간단하게 구현할 수 있다. 모든 if 표현식은 if라는 키워드에서 시작하고 그 뒤에 bool 타입을 반환하는 조건식이 온다.
fn main() {
let number = 3;
if number < 5 {
println!("condition was true");
} else {
println!("condition was false");
}
}
number < 5처럼 if 뒤에 따라오는 조건식은 반드시 bool 타입을 반환해야 하는데, 러스트는 C처럼 다른 타입에서 자동으로 참/거짓을 판단하지 않기 때문에 조건식이 반환하는 값에 유의해야 한다. 만약 조건식이 bool 타입을 반환하지 않는 경우 에러가 발생한다.
fn main() {
let number = 3;
if number {
println!("number was three");
}
}
$ cargo run
Compiling branches v0.1.0 (file:///projects/branches)
error[E0308]: mismatched types
--> src/main.rs:4:8
|
4 | if number {
| ^^^^^^ expected `bool`, found integer
For more information about this error, try `rustc --explain E0308`.
error: could not compile `branches` due to previous error
else if - else
추가로 else if를 통해 또 다른 분기를 추가할 수 있고, else를 통해 조건에 맞지 않는 나머지 케이스를 처리할 수 있다.
fn main() {
let number = 6;
if number % 4 == 0 {
println!("number is divisible by 4");
} else if number % 3 == 0 {
println!("number is divisible by 3");
} else if number % 2 == 0 {
println!("number is divisible by 2");
} else {
println!("number is not divisible by 4, 3, or 2");
}
}
if는 표현식이다
한편 if는 표현식에 해당하기 때문에 값을 반환한다. 이를 활용해 변수를 생성하는 let 구문의 우변에 사용할 수 있다.
fn main() {
let condition = true;
let number = if condition { 5 } else { 6 };
println!("The value of number is: {number}");
}
이렇게 조건에 따라 다른 값을 넣을 수도 있다. 다만 조건에 따라 타입이 달라지면 변수의 타입이 실행 이후, 즉 런타임runtime에 정의되어야 하기 때문에 실행 이전에 모든 검증이 끝나는 것을 지향하는 러스트에서는 이런 형태의 코드를 허용하지 않는다.
loop
러스트에서 가장 단순한 반복문은 loop다. 이 키워드를 사용하면 따로 멈추라는 말이 없으면 여기에 연결된 코드 블록을 계속 반복해서 실행한다.
fn main() {
loop {
println!("again!");
}
}
위와 같은 코드를 실행하면 직접 반복을 중지시키기 전까지 프로그램은 계속 터미널에 again!을 출력한다. 프로그램을 멈추게 하려면 조건이 포함된 반복문으로 고치거나 터미널에서 강제로 중지해야 한다.
$ cargo run
Compiling loops v0.1.0 (file:///projects/loops)
Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.29s
Running `target/debug/loops`
again!
again!
again!
again!
^Cagain!
터미널에서 실행 중인 프로그램을 강제로 중지시키는 방법은 보통 Ctrl키와 C키를 동시에 누르는 것이다.
break
또 다른 방법은 조건과 함께 break라는 키워드를 추가하는 것이다. 반복문을 탈출하기 위한 조건을 if로 작성하고 break를 그 안에 넣으면 조건이 맞는 상황에서 반복문을 탈출할 수 있다.
fn main() {
let mut counter = 0;
loop {
counter += 1;
if counter == 10 {
break;
}
println!("The result is {counter}");
};
}
위 코드를 실행하면 아래와 같이 counter가 10이 되었을 때 loop 구문을 탈출한다.
revenantonthemission@MacBook-Pro-3 loops % cargo run
Compiling loops v0.1.0 (/Users/revenantonthemission/rustprojects/loops)
Finished `dev` profile [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.46s
Running `target/debug/loops`
The result is 1
The result is 2
The result is 3
The result is 4
The result is 5
The result is 6
The result is 7
The result is 8
The result is 9
그런데 러스트에서는 break를 통해 반복문을 탈출하는 동시에 값을 반환할 수 있다. 그리고 이 값을 변수에 할당할 수 있다.
fn main() {
let mut counter = 0;
let result = loop {
counter += 1;
if counter == 10 {
break counter * 2;
}
};
println!("The result is {result}");
}
또한 반복문에 라벨loop label을 추가해 어떤 반복문을 탈출할지 명시할 수도 있다. break 뒤에 라벨을 붙이면 특정 반복문을 정하여 해당 반복문을 탈출할 수 있다.
fn main() {
let mut count = 0;
'counting_up: loop {
println!("count = {count}");
let mut remaining = 10;
loop {
println!("remaining = {remaining}");
if remaining == 9 {
break;
}
if count == 2 {
break 'counting_up;
}
remaining -= 1;
}
count += 1;
}
println!("End count = {count}");
}
while
특정 조건을 만나고 나서 반복을 중지하는 이 패턴을 줄일 수 있는데, 러스트에서는 while을 통해 그 방법을 제공한다.
fn main() {
let mut number = 3;
while number != 0 {
println!("{number}!");
number -= 1;
}
println!("LIFTOFF!!!");
}
while문에서는 반복할 때마다 자동으로 뒤에 붙는 조건식을 확인하는데, 그 값이 true일 경우 코드 블록을 실행하고 다시 조건식으로 돌아오며 false인 경우 종료한다.
for
for는 다른 반복문인 loop이나 while에 비교했을 때 반복할 구간이 정해져 있을 때 사용하기 편하다. 러스트의 for구문은 반복할 어떤 구간과 함께 사용해야 하며, 배열이나 튜플 같은 다양한 타입이 이러한 구간을 제공한다.
fn main() {
let a = [10, 20, 30, 40, 50];
for element in a {
println!("the value is: {element}");
}
}
실제로 사용할 때는 위와 같이 반복할 구간 안in에 대하여for 코드를 수행한다는 의미로 for와 함께 in이라는 키워드를 사용한다.
match
러스트에서 다양한 케이스를 제어하는 방법에는 if, else if, else도 있지만, match를 사용하면 보다 더 많은 경우의 수를 포괄할 수 있다. if와 달리 b ool 이외의 타입도 조건으로 사용할 수 있고, 코드 자체도 더욱 잘 보인다. 이런 특성을 가지기 때문에 match 구문은 열거형enumeration과 함께 사용하는 것이 일반적이다.
match와 열거형
열거형과 match 표현식을 같이 사용하는 대표적인 케이스는 아래와 같다.
enum UsState {
Alabama,
Alaska,
// --생략--
}
enum Coin {
Penny,
Nickel,
Dime,
Quarter(UsState),
}
match라는 키워드 뒤에는 평가의 대상이 되는 변수가 따라온다. 이 변수가 가지는 경우의 수에 따라 다른 작업을 하게 되는데, 중괄호{} 안에 변수가 가질 수 있는 커이스를 작성한 다음 화살표=> 뒤에 해당 케이스에서 작업할 내용을 적으면 된다. 위 코드의 경우 함수 내부에서 경우에 따라 다른 값을 반환하도록 했기 때문에 화살표 뒤에 반환할 값이 들어간 경우다.
만약 열거형의 어떤 배리언트variant가 값을 담는 경우, 해당 케이스를 담는 match에서는 해당 값을 매개변수로 하는 함수와 같은 코드를 작성할 수 있다.
fn value_in_cents(coin: Coin) -> u8 {
match coin {
Coin::Penny => 1,
Coin::Nickel => 5,
Coin::Dime => 10,
Coin::Quarter(state) => {
println!("State quarter from {:?}!", state);
25
}
}
}
예외 처리
match 구문을 작성할 때는 예외 처리에 유의해야 하는데, 모든 케이스를 다루어야 한다. 만약 다루지 않는 케이스가 있다면, 러스트에서는 컴파일 에러가 발생한다. 이를 위해 else처럼 특별히 다루지 않은 모든 케이스를 다룰 때 사용하는 것이 바로 _라는 키워드다. 어차피 마지막 패턴이 나머지 모든 케이스를 다루긴 하지만, 일반적으로 그 값을 사용할 필요가 없을 때 _를 사용한다.
let dice_roll = 9;
match dice_roll {
3 => add_fancy_hat(),
7 => remove_fancy_hat(),
_ => reroll(),
}
fn add_fancy_hat() {}
fn remove_fancy_hat() {}
fn reroll() {}
또한 나머지 케이스를 다룰 때 아무것도 하고 싶지 않다면 소괄호()만 사용하면 된다. 이때 그냥 비워버리면 컴파일 에러가 발생하니 작성할 때 주의해야 한다.
let config_max = Some(3u8);
match config_max {
Some(max) => println!("The maximum is configured to be {}", max),
_ => (),
}
if let : 더욱 간결하게!
if let은 match를 사용하는 특정 케이스를 요약해주는 일종의 부가적인 문법syntax sugar인데, 위와 같이 하나의 케이스만 특별히 다루고 나머지 케이스를 한꺼번에 다루는 상황에서 코드의 길이를 줄여주는 역할을 한다.
let config_max = Some(3u8);
if let Some(max) = config_max {
println!("The maximum is configured to be {}", max);
}
만약 나머지 케이스에서도 해야 할 일이 있다면 else를 같이 사용할 수도 있다.
let mut count = 0;
if let Coin::Quarter(state) = coin {
println!("State quarter from {:?}!", state);
} else {
count += 1;
}