8. 제어문

제어문(Control Statement)은 프로그램의 흐름을 제어하는 문장입니다. 제어문은 조건문과 반복문으로 구분됩니다.

1. 조건문(Conditional Statement)

조건문은 조건식의 결과에 따라 프로그램의 흐름을 제어하는 문장입니다. 조건문에는 if, switch 문이 있습니다.

1.1. if 문

if 문은 조건식의 결과가 true 일 때, 특정 문장을 실행하는 문장입니다. if 문은 다음과 같은 형식으로 사용됩니다.

if (조건식)
{
    // 조건식이 true 일 때, 실행될 문장
}

if 문은 조건식의 결과가 true 일 때, 중괄호({}) 안에 있는 문장을 실행합니다. if 문은 조건식의 결과가 false 일 때, 중괄호({}) 안에 있는 문장을 실행하지 않습니다.

int a = 1;
int b = 2;

if (a > b)
{
    Console.WriteLine("a가 b보다 큽니다.");
}

if (a < b)
{
    Console.WriteLine("a가 b보다 작습니다.");
}

위 예제에서 a 변수의 값은 1이고, b 변수의 값은 2입니다. a 변수의 값이 b 변수의 값보다 작으므로, a < b 조건식의 결과는 true가 됩니다. 따라서 a < b 조건식이 true 이므로, if 문의 중괄호({}) 안에 있는 Console.WriteLine("a가 b보다 작습니다."); 문장이 실행됩니다.

1.2. if ~ else 문

if ~ else 문은 조건식의 결과에 따라 실행할 문장을 선택하는 문장입니다. if ~ else 문은 다음과 같은 형식으로 사용됩니다.

if (조건식)
{
    // 조건식이 true 일 때, 실행될 문장
}
else
{
    // 조건식이 false 일 때, 실행될 문장
}

if ~ else 문은 조건식의 결과가 true 일 때, if 문의 중괄호({}) 안에 있는 문장을 실행합니다. if ~ else 문은 조건식의 결과가 false 일 때, else 문의 중괄호({}) 안에 있는 문장을 실행합니다.

int a = 1;
int b = 2;

if (a > b)
{
    Console.WriteLine("a가 b보다 큽니다.");
}
else
{
    Console.WriteLine("a가 b보다 작습니다.");
}

1.3. if ~ else if ~ else 문

if ~ else if ~ else 문은 여러 개의 조건식을 사용하여 실행할 문장을 선택하는 문장입니다. if ~ else if ~ else 문은 다음과 같은 형식으로 사용됩니다.

if (조건식1)
{
    // 조건식1이 true 일 때, 실행될 문장
}
else if (조건식2)
{
    // 조건식2가 true 일 때, 실행될 문장
}
else
{
    // 조건식1과 조건식2가 모두 false 일 때, 실행될 문장
}

예시는 아래와 같습니다.

int a = 1;
int b = 2;

if (a > b)
{
    Console.WriteLine("a가 b보다 큽니다.");
}
else if (a < b)
{
    Console.WriteLine("a가 b보다 작습니다.");
}
else
{
    Console.WriteLine("a와 b가 같습니다.");
}

조건식은 복합으로 작성할 수 있습니다.

int a = 1;
int b = 2;

if (a > b && a > 0)
{
    Console.WriteLine("a가 b보다 크고, a는 0보다 큽니다.");
}
else if (a < b || a > 0)
{
    Console.WriteLine("a가 b보다 작거나, a는 0보다 큽니다.");
}
else
{
    Console.WriteLine("a와 b가 같습니다.");
}

조건식에 작성된 연산자는 지난시간에 배웠던 연산의 우선순위에 따라 통상적으로 왼쪽부터 오른쪽으로 계산됩니다. 그리고 왼쪽 식에서 계산된 결과에 따라, 오른쪽 식의 계산을 수행하지 않을 수 있습니다. 아래 예시는 a 변수의 값이 b 변수의 값보다 작고, a 변수의 값을 0으로 나누었을 때, if 문의 조건식이 true가 되는지 확인하는 예시입니다. 지난 회차인 7. 연산자에서 산술연산 나누기(/) 사용시 0으로 나누면 DivideByZeroException 예외가 발생한다고 배웠습니다. 그리고 아래 예시에선 a / 0 이란 산술식이 조건식에 사용되었습니다.

int a = 1;
int b = 0;

if (a < b && a / 0 == 0)
{
    Console.WriteLine("a가 b보다 작고, a를 0으로 나눈 값은 " + a / 0 + "입니다.");
}
else {
    Console.WriteLine("a가 b보다 크거나 같습니다.");
}

해당 코드는 오류를 유발할까요? 아래 스크린샷은 해당 코드를 실행한 결과입니다.

if문 오른쪽 식 a/0 실행 결과

a < b 조건이 이미 false이기 때문에, a / 0 == 0 조건식은 실행되지 않습니다. 따라서 DivideByZeroException 예외가 발생하지 않습니다.

종종 코딩 테스트에서 다음과 같은 코드를 내고 오류 유발 여부와 그 이유를 묻는 문제가 출제됩니다. 이처럼 우선순위를 잘 이해한다면 해당 코드가 왜 오류가 나지 않고 정상실행되는지 정확하게 답변하실 수 있으실 것 입니다.

1.4. switch 문

switch 문은 여러 개의 조건식을 사용하여 실행할 문장을 선택하는 문장입니다. switch 문은 다음과 같은 형식으로 사용됩니다.

switch (변수)
{
    case 값1:
        // 변수의 값이 값1 일 때, 실행될 문장
        break;
    case 값2:
        // 변수의 값이 값2 일 때, 실행될 문장
        break;
    default:
        // 변수의 값이 값1과 값2가 아닐 때, 실행될 문장
        break;
}

switch 문은 여러 개의 조건식을 사용할 수 있습니다. switch 문은 변수의 값과 case 문의 값이 일치하는지 검사합니다. case 문의 값과 일치하는 case 문이 있으면, 해당 case 문의 중괄호({}) 안에 있는 문장을 실행합니다. case 문의 값과 일치하는 case 문이 없으면, default 문의 중괄호({}) 안에 있는 문장을 실행합니다.

int a = 1;

switch (a)
{
    case 1:
        Console.WriteLine("a는 1입니다.");
        break;
    case 2:
        Console.WriteLine("a는 2입니다.");
        break;
    default:
        Console.WriteLine("a는 1과 2가 아닙니다.");
        break;
}

C# 8.0부터 switch 식이라는 개념이 추가되었습니다. switch 식은 다음과 같은 형식으로 사용됩니다. swtich case의 결과에 따라 대입할 값을 선택할 때 사용합니다.

int a = 1;

string message = a switch
{
    1 => "a는 1입니다.",
    2 => "a는 2입니다.",
    _ => "a는 1과 2가 아닙니다."
};

Console.WriteLine(message);

2. 반복문(Iteration Statement)

반복문은 특정 문장을 반복적으로 실행하는 문장입니다. 반복문에는 while, do ~ while, for 문이 있습니다.

2.1. while 문

while 문은 조건식의 결과가 true 일 때, 특정 문장을 반복적으로 실행하는 문장입니다. while 문은 다음과 같은 형식으로 사용됩니다.

while (조건식)
{
    // 조건식이 true 일 때, 실행될 문장
}

while 문은 조건식의 결과가 true 일 때, 중괄호({}) 안에 있는 문장을 반복적으로 실행합니다. while 문은 조건식의 결과가 false 일 때, 중괄호({}) 안에 있는 문장을 실행하지 않습니다.

int i = 0;

while (i < 10)
{
    Console.WriteLine(i);
    i++;
}

while문 실행 결과

while 문의 조건이 항상 true 이면 식이 끝나지 않습니다. 이를 무한루프라고 합니다. 아래 예제는 exit 문자열을 입력받을 때까지 무한루프를 실행하는 예제입니다.

string input = "";

while (input != "exit")
{
    Console.WriteLine("exit를 입력하면 프로그램이 종료됩니다.");
    input = Console.ReadLine();
    Console.WriteLine("입력한 문자열은 " + input + "입니다.");
}

while문 무한루프 실행 결과

2.2. do ~ while 문

do ~ while 문은 조건식의 결과가 true 일 때, 특정 문장을 반복적으로 실행하는 문장입니다. do ~ while 문은 다음과 같은 형식으로 사용됩니다.

{
    // 조건식이 true 일 때, 실행될 문장
}
while (조건식);

do ~ while 문은 조건식의 결과가 true 일 때, 중괄호({}) 안에 있는 문장을 반복적으로 실행합니다. do ~ while 문은 조건식의 결과가 false 일 때, 중괄호({}) 안에 있는 문장을 실행하지 않습니다.

int i = 0;

do
{
    Console.WriteLine(i);
    i++;
}
while (i < 10);

while 문과 달리, do ~ while 문은 조건식의 결과가 처음부터 false 여도, 중괄호({}) 안에 있는 문장을 한 번 실행하게 됩니다.

int i = 0;

do
{
    Console.WriteLine(i);
    i++;
}
while (false);

2.3. for 문

for 문은 조건식의 결과가 true 일 때, 특정 문장을 반복적으로 실행하는 문장입니다. for 문은 다음과 같은 형식으로 사용됩니다.

for (초기식; 조건식; 반복식)
{
    // 조건식이 true 일 때, 실행될 문장
}

아래 예제는 while 문으로 1 ~ 10 까지 출력했던 예제를 for 문으로 변경한 예제입니다.

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    Console.WriteLine(i);
}

for 문은 주로 배열과 같은 컬렉션(Collection)을 순회할 때 사용됩니다. 아래 예제는 배열의 요소를 반복문을 통해 순회하며, 각 요소의 값을 출력합니다.

int[] array = new int[10] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

for (int i = 0; i < array.Length; i++)
{
    Console.WriteLine(array[i]);
}

List를 통한 동적배열도 사용할 수 있습니다.

List<int> array = new List<int>();

array.AddRange(new int[10] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 });

for (int i = 0; i < array.Count; i++)
{
    Console.WriteLine(array[i]);
}

for 문 또한 무한 루프를 만들 수 있습니다. 아래 예제는 exit 문자열을 입력받을 때까지 무한루프를 실행하는 예제입니다.

for (;;)
{
    Console.WriteLine("exit를 입력하면 프로그램이 종료됩니다.");
    string input = Console.ReadLine();
    Console.WriteLine("입력한 문자열은 " + input + "입니다.");
    if (input == "exit")
    {
        break;
    }
}

2.4. foreach 문

foreach 문은 컬렉션의 요소를 순회하는 문장입니다. foreach 문은 다음과 같은 형식으로 사용됩니다.

foreach (변수 in 컬렉션)
{
    // 컬렉션의 요소를 순회하면서 실행될 문장
}

for 문에서 다뤘던 배열의 요소를 순회하는 예제를 foreach 문으로 변경한 예제입니다.

int[] array = new int[10] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 };

foreach (int item in array)
{
    Console.WriteLine(item);
}

List를 통한 동적배열도 사용할 수 있습니다.

List<int> array = new List<int>();

array.AddRange(new int[10] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 });

foreach (int item in array)
{
    Console.WriteLine(item);
}

foreach 문을 실행하는 동안, 컬렉션의 요소를 변경할 수 없습니다. 아래 예제는 foreach 문을 실행하는 동안, 컬렉션의 요소를 변경하려고 시도하는 예제입니다. 아래 코드는 오류를 유발합니다.

List<int> array = new List<int>();

array.AddRange(new int[10] { 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 });

foreach (int item in array)
{
    Console.WriteLine(item);
    array.Remove(item);
}

foreach 문 오류

3. break 문과 continue 문

반복문을 실행하는 동안, 특정 문장을 실행하지 않거나, 반복문을 종료할 때 사용하는 문장입니다. break 문과 continue 문의 차이점을 아래 코드로 확인해보세요.

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    if (i == 5)
    {
        // i가 5일 때, break 문을 실행하여 for 루프를 종료합니다.
        break;
    }
    Console.WriteLine(i);
}

break 문 실행 결과

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
    if (i == 5)
    {
        // i가 5일 때, continue 문을 실행하여 Console.WriteLine(i)를 실행하지 않고 다음 반복을 실행합니다.
        continue;
    }
    Console.WriteLine(i);
}

continue 문 실행 결과

4. goto 문

goto 문은 프로그램의 흐름을 특정 위치로 이동시키는 문장입니다. 아래 예제는 for 문 없이 goto와 if 문을 사용하여 1 ~ 10 까지 출력하는 예제입니다.

int i = 0;

start:
Console.WriteLine(i);
i++;

if (i < 10)
{
    goto start;
}

과거 goto 문은 위에서 아래로 순차적으로 실행되는 프로그램의 흐름을 바꾸기 때문에 프로그램의 흐름을 이해하기 어렵게 만들 수 있다고 하여 종종 비판의 대상이 되고 있습니다.

참조

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