4. 제어 흐름과 문장

Ada의 제어 흐름 구조는 명확성, 명시성, 그리고 일반적인 구조적 프로그래밍 오류 방지에 중점을 두고 설계되었습니다. 구문은 C 계열 언어보다 더 장황한데, 이는 모호성을 제거하고 장기적인 유지보수성을 향상시키기 위한 선택입니다.

4.1 조건문

if 문

Ada는 완전히 블록화된 if ... then ... elsif ... else ... end if 구조를 사용합니다. if 또는 elsif 키워드 뒤의 조건은 미리 정의된 Boolean 형식(True 또는 False)으로 평가되어야 합니다.

이 구조의 핵심 기능은 필수적인 end if; 종결자입니다. 이 구문적 요구사항은 C나 C++와 같이 선택적 블록 구분자를 가진 언어에서 발생할 수 있는 매달린 else(dangling else)모호성을 제거합니다. Ada에서는 else 절이 어느 if에 속하는지 불분명한 상황을 구문적으로 만드는 것이 불가능합니다. 이것은 Ada의 설계 철학의 한 예입니다: 언어 구문 자체를 사용하여 버그의 한 종류를 방지하는 것입니다.

-- 완전한 if-elsif-else 구조의 예
if temperature > HIGH_TEMP_THRESHOLD then
  activate_emergency_coolant;
elsif temperature > NORMAL_TEMP_LIMIT then
  increase_fan_speed;
else
  -- 조치 필요 없음, 온도는 정상 작동 범위 내에 있음.
  null;
end if;

case 문

case 문은 이산 형식(즉, 모든 정수 또는 열거 형식)의 단일 표현식 값에 기반한 다중 분기를 위한 명확하고 안전한 메커니즘을 제공합니다.

type Day_Of_Week is (Monday, Tuesday, Wednesday, Thursday, Friday, Saturday, Sunday);
today : Day_Of_Week := Wednesday;
...
case today is
  when Monday .. Friday =>
    schedule_work_meeting;
  when Saturday | Sunday =>
    plan_weekend_activity;
end case;

case 문에는 두 가지 안전 기능이 있습니다:

1. Fall-through 없음: 실행이 한 case에서 다음 case로 넘어가지 않습니다. 각 when 분기는 독립적이므로, break 문을 잊어버려 의도하지 않은 실행을 유발하는 C 계열 언어의 일반적인 버그 원인을 제거합니다.

2. 컴파일 시간 커버리지 검사: Ada 컴파일러는 case 표현식 형식의 모든 가능한 값이 when 절에 의해 커버되는지 확인합니다. 어떤 값이 누락되면, 나머지 모든 가능성을 처리하기 위해 when others 절이 제공되지 않는 한 컴파일러는 오류를 발생시킵니다. 이 기능은 유지보수 중에 프로그래머를 돕습니다. 만약 프로그래머가 새로운 값을 추가하여 열거 형식을 수정하면(예: 상태 기계에 새로운 상태 추가), 컴파일러는 해당 형식으로 작동하는 코드베이스의 모든 case 문이 불완전하다고 자동으로 플래그를 지정합니다. 이것은 유지보수의 한 측면을 자동화하여, 처리되지 않은 상태가 없도록 보장합니다.

-- 이 case 문은 Day_Of_Week에 커버되지 않은 다른 값이 포함된 경우,
-- 'when others'가 추가되지 않는 한 컴파일 시간 오류를 유발함.
case Today is
  when Monday =>
   ...
  when Tuesday =>
   ...
  -- 7일 모두에 대해 등등
end case;

-- 'when others'를 사용한 유효한 대안
case User_Input is
  when 'Y' | 'y' =>
    confirm_action;
  when 'N' | 'n' =>
    cancel_action;
  when others =>
    report_invalid_input;
end case;

4.2. 반복문 (루프)

Ada는 세 가지 주요 루프 구조를 제공하며, 모두 end loop;로 명시적으로 종료됩니다.

기본 loop

가장 일반적인 형태는 무한 루프를 생성하는 단순한 loop ... end loop; 구조입니다. 루프는 exit 문을 사용하여 명시적으로 탈출해야 합니다. exit when <condition>; 형태는 가독성 때문에 선호됩니다. 이 구조는 유연하여, 탈출 조건을 루프 본문의 시작, 중간 또는 끝에 위치시킬 수 있습니다.

loop
  next_char := read_character_from_stream;
  exit when next_char = END_OF_TRANSMISSION;
  process_character (next_char);
end loop;

while 루프

while 루프는 제어 조건이 True로 평가되는 동안 계속 실행되는 사전 검사 루프입니다. 조건이 초기에 False이면 루프 본문은 전혀 실행되지 않습니다.

while not end_of_file (input_file) loop
  process_line (read_line (input_file));
end loop;

for 루프

for 루프는 지정된 이산 범위를 반복하는 카운팅 루프입니다. 이것은 안전 기능을 가지고 있습니다: 루프 매개변수(아래 예제의 i와 같은)는 루프의 범위 내에서 암묵적으로 선언된 상수입니다. 그 값은 루프 메커니즘에 의해 자동으로 관리되며 프로그래머의 코드에 의해 수정될 수 없습니다. 이 설계는 루프 카운터를 우연히 수정하거나, off-by-one 오류를 만들거나, 무한 루프를 유발하는 것과 같은 일반적인 루핑 오류를 방지합니다.

-- 1부터 10까지 반복 (포함)
for i in 1 .. 10 loop
  process_item (i);
end loop;

-- 10부터 1까지 역순으로 반복
for i in reverse 1 .. 10 loop
  process_item (i);
end loop;

reverse 루프의 경우에도 범위는 항상 오름차순으로 작성됩니다(1 .. 10, 10 .. 1이 아님).

4.3 블록과 유효 범위

declare ... begin ... end 블록은 문장이 허용되는 곳이라면 어디에나 삽입할 수 있습니다. 이 구조는 코드의 작은 부분에만 필요한 임시 변수를 선언하기 위해 지역 유효 범위를 만드는 데 유용하며, 이로써 지역성을 향상시키고 외부 유효 범위의 변수가 우연히 수정될 위험을 줄입니다. 블록은 또한 7장에서 자세히 다루는 지역화된 예외 처리기를 정의하는 주요 메커니즘입니다.

-- 외부 유효 범위
...
declare
  -- 이 블록 안에서만 보이는 지역 변수들
  temp     : Float;
  swap_var : Integer;
begin
  -- temp와 swap_var를 사용하는 연산들
...
end;
-- temp와 swap_var는 여기서 더 이상 존재하지 않음
...