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©숙대 창병모 1

제6장 제어(Control)

6.1 구조적 프로그래밍(Structured Programming)

6.2 예외(Exceptions)

Reading Chap. 7


6.1 구조적 프로그래밍


Fortran 제어 구조

10 IF (X .GT. 0.000001) GO TO 20

11 X = -X

IF (X .LT. 0.000001) GO TO 50

20 IF (X*Y .LT. 0.00001) GO TO 30

X = X-Y-Y

30 X = X+Y

...

50 CONTINUE

X = A

Y = B-A

GO TO 11

…

Similar structure may occur in assembly code


역사적 논쟁

Dijkstra, Goto Statement Considered Harmful

Letter to Editor, C ACM, March 1968

Knuth, Structured Prog. with go to Statements

You can use goto, but do so in structured way …

Continued discussion

Welch, “GOTO (Considered Harmful)n, n is Odd”

General questions

Do syntactic rules force good programming style?

Can they help?


구조적 프로그래밍

Standard constructs that structure jumps

시작과 끝나는 지점이 일정하다.

언어 S if E then S else S

while E do S

let t x = E in S end

fun t f(t x) : S

…

Modern programming style

Group code in logical blocks

Avoid explicit jumps except for function return

Cannot jump into middle of block or function body


Expression vs. Statement

Expression E

Statement S

if expression vs. if statement if E then S else S

e1 ? e2 : e3


Syntactic sugar

do S while (E)

for (e1; e2; e3) S

switch (E) {

case a : S; …; break;

case b : S; …; break;

case c : S; …; break;

}


6.2 예외(Exceptions)


예외(Exception)

예외 (상황) 심각하지 않은 에러 혹은 비정상적 상황

예외 발생 시 계속 수행할 수 있도록 처리해야 한다

발생된 예외를 처리하지 못하면 프로그램 종료

예외에 대한 적절한 처리 안전한 프로그램 실행을 위해 매우 중요하다.

따라서 최신 언어들은 예외 관련 기능을 제공한다.

Java, C++, Standard ML, …

필요한 예외 관련 구문 raise or throw exception(예외 발생)을 위한 식 혹은 문장

Exception handler(예외 처리)를 위한 문장

언어 S의 예외

언어 S에 예외 추가

예외 발생 및 예외 처리 기능

S …

| throw E

| try S catch (int x) S

throw E

예외를 발생시킨다.

E의 값은 예외의 종류를 나타낸다.

발생된 예외를 처리하지 못하면 프로그램은 종료한다.

try S catch (int x) S

try 블록에서 예외가 발생하면 잡아서 처리한다.

예외가 발생하지 않으면 다음 문장을 실행 ©숙대 창병모 10

예외 예제

Factorial1

let int x=0, int y=1 in

read x;

if x < 0 then throw -1

else while x != 0 do

(y = y * x; x = x - 1);

print y

end


Factorial2

let int x=0, int y=1 in

read x;

try

if x < 0 then throw -1

else (

while x != 0 do

(y = y * x; x = x - 1);

print y )

catch (int e) print e

end

실습 #5

언어 S에 예외 처리 기능을 추가하고

이를 인터프리터에서 구현한다. 문법

S …

| throw E

| try S catch (int x) S

구현

try 블록 내에서 throw 문에 의해 예외가 발생하면 그 이후 문장은 catch 절을 만날 때까지 skip 한다. How ?

catch 절에서 예외 처리 후에는 정상적으로 진행한다.

try 블록 없이 throw 한 경우는 ?



Java에서 예외 선언

자바에서 예외 타입은 클래스로 선언 Exception 클래스나 서브클래스로부터 상속 받아 정의한다.

예외타입은 클래스이다

생성자, 멤버 필드, 메소드 등을 가질 수 있다.

Exception object is a first-class object

일반 object처럼 클래스를 이용하여 정의되고

일반 object처럼 사용될 수 있다.

일반 object와 차이점 : throw 될 수 있다.


ArithmeticException

NagativeArraySizeException

ArrayIndexOutOfBoundsException

SecurityException

…

예외 클래스 계층 구조

Exception

Runtime

Exception

Error

Throwable

User-defined

exception classes

Object

Unchecked exceptions

checked

exceptions


Java 예외 클래스 예

ArithmeticException

0으로 나누는 경우에 주로 발생하는 예외 상황

RuntimeException으로부터 상속받은 예외 클래스

ArrayIndexOutofBoundsException

배열의 크기보다 큰 원소를 접근하려고 할 때 발생되는 예외

NegativeArraySizeException

배열의 크기가 음수로 된 경우에 발생하는 예외

NullPointerException

생성되지 않은 객체를 이용해서 객체의 멤버를 접근하는 경우에 발생하는 예외

…


사용자 정의 예외 클래스 예

public class NegativeInputException extends Exception {

private String reason=“Negative grade”;

NegativeInputException( ) {

System.out.println(reason + “is received”);

}

}


예외 발생

예외는 throw문을 이용해서 발생시킨다

throw exception-object;

throws와는 다름


예외 처리

예외 발생 시 처리하지 않는 경우

프로그램은 메시지를 내고 종료한다.

메시지는 call stack trace를 포함한다.

main 메쏘드부터 호출과정


예외 처리: try-catch 문

Exceptions are caught in try-catch blocks

예외가 발생할 수 있는 문장들을 try문 블록에 기술한다.

예외가 발생하면 해당 매칭되는 catch 문으로 제어가 넘어 간다.

구문 구조

try { … } catch (E1 x) { … }

…

catch (En x) { … }


예외 처리: finally 절

finally 절은 옵션

try { … } catch (E1 x) { … }

…

catch (En x) { … }

finally { … }

finally문은 예외 발생 여부에 관계없이 항상 수행된다


예외 처리 예제

class GradeDist { int newGrade; int[ ] freq = {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}

void buildDist( ) throws IOException { Scanner scan = new Scanner (System.in); try { while (true) { System.out.println(“Please input a grade”); newGrade = scan.nextInt( ); if (newGrade < 0) throw new NegativeInputException( ); index = newGrade / 10; freq[index]++; } } catch(NegativeInputException x) {

// 점수 분포 프린트 … } } }


예외 처리 예제

try {

freq[index]++;

}

catch (ArrayIndexOutOfBoundsException x) {

if (newGrade == 100)

freq[9]++;

else System.out.println(“Error:” + newGrade + “is out of range”);

}


예외 전파(Exception Propagation)

처리되지 않는 예외 전파

호출의 역순으로 처리될 때까지 전파된다.

main() 메소드까지 전파된다.

main()에서도 처리되지 않으면 프로그램 종료


예외 전파: 예제

public class Propagation_Demo {

static public void main (String[] args) {

Exception_Scope demo = new Exception_Scope();

System.out.println("program beginning");

demo.level1();

System.out.println("program ending");

} // method main

} // class Propagation_Demo


class Exception_Scope { public void level3 (int adjustment) { int current = 1; System.out.println("level3 beginning"); current = current / adjustment; System.out.println("level3 ending"); } // method level3 public void level2() { System.out.println("level2 beginning"); level3 (0); System.out.println("level2 ending"); } // method level2 public void level1() { System.out.println("level1 beginning"); try { level2(); } catch (ArithmeticException problem) { System.out.println (problem.getMessage()); problem.printStackTrace(); } System.out.println("level1 ending"); } // method level1 } // class Exception_Scope

예외 전파: 예제


예외 검사

검사 예외(checked exception)

사용자 정의 예외로 컴파일러가 처리 가능 여부를 미리 검사하는 예외

처리되지 않는 예외는 메소드 헤더 부분에 throws를 이용하여 선언되어야 한다.

비검사 예외(unchecked exception)

RuntimeException로부터 상속 받는 표준 런타임 예외

처리 여부를 컴파일러가 검사하지 않는 예외


예외 명세

처리되지 않은 검사 예외를 메소드 이름 뒤에 명세

throws 절 이용

메소드_이름(…) throws A, B, C

{

. . .

}


컴파일러의 예외 검사

컴파일-시간 예외 검사

발생 가능한 예외가 처리될 수 있는지 아니면 메소드 선언 시 명세

되었는지 컴파일-시간 검사

OOOException must be caught or declared to be thrown.

호출된 메소드에서 처리되지 않는 예외

메소드 선언에 명세된 처리되지 않는 예외 정보를 이용

예외 검사: 예제

// 발생된 예외의 전파과정을 보인다. public class Propagate2 { void input() throws NegativeInputException { int age; Scanner scan = new Scanner(System.in);

System.out.println("input 메소드 시작"); age = scan.nextInt( ); if (age < 0) throw new NegativeInputException( );

System.out.println("input 메소드 끝"); } void via() throws NegativeInputException {

System.out.println("via 메소드 시작"); input();

System.out.println("via 메소드 끝"); }


예외 검사: 예제

public static void main(String[] args) { Propagate2 p = new Propagate2();

System.out.println("main 메소드 시작"); try { p.via(); } catch (NegativeInputException m) { System.out.println(m); }

System.out.println("main 메소드 끝"); } }



요약

Structured Programming

Go to considered harmful

Exceptions

“structured” jumps

dynamic scoping of exception handler

semantic consistency in information...

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