C++ 예외 처리 마스터: try, catch, throw 실전 예제

C++ 예외 처리란?

예외 처리는 C++ 프로그램이 예기치 않은 런타임 오류로부터 우아하게 복구할 수 있게 합니다. 오류 발생 시 제어가 특별한 핸들러로 점프하여 어떻게 대응할지 결정합니다.

잠재적으로 문제가 될 수 있는 코드를 try 블록으로 감싸고 그 뒤에 하나 이상의 catch 절을 두면, 프로그램에 예외적 상황을 관리할 명확한 경로를 제공합니다.

예외가 던져지지 않으면 try 블록이 정상 실행되고 핸들러들은 우회됩니다.

이 튜토리얼에서 배울 내용:

• 예외 처리가 무엇이고 왜 중요한가
• 핵심 키워드: throw, catch, try
• 문법과 일반적인 패턴
• C++ 표준 라이브러리 정의 표준 예외
• 사용자 정의 예외 생성 및 사용법

왜 예외 처리인가?

예외 처리는 여러 실질적 이점을 제공합니다:

• 에러 처리 로직을 일반 코드와 분리하여 가독성과 유지보수성 향상
• 함수가 자신이 신경 쓰는 예외만 노출하게 하고, 호출자가 나머지를 처리 가능

핵심 예외 처리 키워드

세 키워드가 C++ 예외 처리의 중추를 이룹니다:

• throw – 예외 객체를 생성하여 오류 상태 알림
• catch – 예외를 가로채고 대응 코드 제공
• try – 예외를 던질 수 있는 코드 영역 표시

try 블록 안의 코드를 보호된 코드라 하며, 예외를 던지면 해당 catch 블록이 실행됩니다.

문법

 try {
    // 보호된 코드
} catch (Exception_Name exception1) {
    // exception1 처리
} catch (Exception_Name exception2) {
    // exception2 처리
} // ... 더 많은 catch 블록 

• 단일 try 뒤에 여러 catch 절 가능
• 각 catch 절의 타입이 잡을 예외를 지정
• catch 내부에서 선택한 식별자로 잡은 예외 참조 가능

예제 1: 벡터 요소 범위 밖 접근

#include<iostream>
#include<vector>
using namespace std;
int main() {
    vector<int> vec;
    vec.push_back(0);
    vec.push_back(1);
    try {
        vec.at(2); // 범위 밖
    } catch (exception& ex) {
        cout << "Exception occurred!" << endl;
    }
    return 0;
} 

출력:

코드 스크린샷:

코드 분석:

1. I/O와 컨테이너 지원을 위해 iostream과 vector 포함
2. 완전 자격 이름 방지를 위해 std 네임스페이스 사용
3. vector<int> 인스턴스화 및 채우기
4. try 블록 내부에서 벡터 범위 밖 요소 접근 시도
5. 표준 std::exception을 잡고 메시지 출력
6. main에서 반환

예제 2: 0으로 나누기 처리

#include <iostream>
using namespace std;
double zeroDivision(int x, int y) {
    if (y == 0) {
        throw "Division by Zero!";
    }
    return static_cast(x) / y;
}
int main() {
    int a = 11;
    int b = 0;
    double c = 0;
    try {
        c = zeroDivision(a, b);
        cout << c << endl;
    } catch (const char* message) {
        cerr << message << endl;
    }
    return 0;
} 

출력:

코드 스크린샷:

코드 분석:

1. 0으로 나누면 C-문자열을 던지는 zeroDivision 정의
2. 함수를 try 블록 내부에서 호출하고 결과 출력
3. 문자열 예외를 잡고 에러 메시지 출력

C++ 표준 예외

표준 라이브러리는 <exception>에 풍부한 예외 계층을 선언합니다. 가장 자주 사용되는 것들:

예외	설명
std::exception	모든 표준 예외의 기본 클래스
std::bad_alloc	new 할당 실패 시 던져짐
std::bad_cast	dynamic_cast 실패 시 던져짐
std::bad_exception	예기치 않은 예외 알림용
std::bad_typeid	널인 다형 타입의 glvalue에 typeid 적용 시
std::logic_error	프로그래머가 감지해야 할 오류
std::domain_error	수학 함수의 유효하지 않은 도메인
std::invalid_argument	함수가 유효하지 않은 인수 수신
std::length_error	너무 큰 문자열 생성 시도
std::out_of_range	vector::at에서 인덱스 범위 초과 시
std::runtime_error	다른 카테고리로 잡히지 않는 런타임 오류
std::overflow_error	수학적 오버플로 발생
std::range_error	연산에 대한 값이 범위 밖
std::underflow_error	수학적 언더플로 발생

사용자 정의 예외

std::exception 기본 클래스를 확장하여 도메인별 에러 타입을 만들 수 있습니다. what()을 오버라이드하면 설명 메시지를 제공합니다.

예제: 사용자 정의 예외

#include <iostream>
#include <exception>
using namespace std;
class NewException : public exception {
public:
    const char* what() const noexcept override {
        return "newException occurred";
    }
} newex;
int main() {
    try {
        throw newex;
    } catch (exception& ex) {
        cout << ex.what() << '\n';
    }
    return 0;
} 

출력:

코드 스크린샷:

코드 분석:

1. NewException을 std::exception에서 파생하고 what() 오버라이드
2. 던질 객체 newex 인스턴스화
3. try 블록 내부에서 newex 던지기
4. std::exception 참조로 잡고 what()으로 메시지 출력

핵심 정리

• 예외 처리는 런타임 오류로부터 복구해야 하는 견고한 C++ 애플리케이션에 필수적입니다.
• 코드 보호를 위해 try, 대응을 위해 catch, 문제 알림을 위해 throw 사용
• 풍부한 표준 예외 세트 활용, 맞춤 에러 타입 필요 시 std::exception 확장
• 에러 처리 로직을 비즈니스 로직과 분리하여 더 깔끔하고 유지보수하기 쉬운 코드 작성