제어 흐름

SafeC는 표준 C의 모든 제어 흐름 구문을 지원하며, 여기에 패턴 매칭, 지연 실행(deferred execution), 컴파일 타임 분기를 추가로 제공합니다.

If / Else

표준적인 조건 분기입니다.

if (x > 0) {
    printf("positive\n");
} else if (x == 0) {
    printf("zero\n");
} else {
    printf("negative\n");
}

While 루프

int i = 0;
while (i < 10) {
    printf("%d\n", i);
    i = i + 1;
}

For 루프

초기화, 조건, 증가로 구성된 C 스타일 for 루프입니다.

for (int i = 0; i < 10; i = i + 1) {
    printf("%d\n", i);
}

Do-While 루프

본문을 최소 한 번 실행합니다.

int attempts = 0;
do {
    attempts = attempts + 1;
} while (!try_connect() && attempts < 3);

Match 문

match 문은 (C의 switch와 달리) fall-through 없이 패턴 매칭을 제공합니다. 각 case는 독립적입니다 -- break가 필요하지 않습니다.

match (status_code) {
    case 200: printf("OK\n");
    case 404: printf("Not Found\n");
    case 400..499: printf("Client Error\n");
    case 500..599: printf("Server Error\n");
    default: printf("Unknown\n");
}

기능

범위 패턴은 .. 또는 ...를 사용해 정수나 문자의 포함 범위를 매칭합니다.

match (status_code) {
    case 400..499: printf("client error\n");
    case 500..599: printf("server error\n");
    default: printf("other\n");
}

match (c) {
    case 'a'...'z': printf("lowercase\n");
    case 'A'..'Z':  printf("uppercase\n");
    case '0'...'9': printf("digit\n");
    default:        printf("other\n");
}

교대(alternation) 패턴은 여러 값을 매칭합니다 — |가 아니라 콤마를 사용합니다.

match (day) {
    case 1, 7: printf("weekend\n");
    case 2, 3, 4, 5, 6: printf("weekday\n");
}

교대는 ,를 사용하며, |는 사용하지 않습니다

case 1 | 7:은 파싱되지 않습니다 — |는 패턴 목록 안에서 유효하지 않습니다. 위에서 보인 것처럼 대안들을 구분할 때는 콤마를 사용하십시오.

와일드카드는 모든 것을 매칭합니다.

match (value) {
    case 0: handle_zero();
    default: handle_other();
}

와일드카드/default 없이 작성된 match 문은 완전하지 않은(non-exhaustive) 경우 경고만 냅니다(match statement may not be exhaustive) — 오류는 아닙니다. 값을 생산하지 않은 채로 통과되어도 문장 위치에서는 무해하기 때문입니다.

Nullable 참조와 옵셔널 매칭

match는 포인터(T*), nullable 참조(?&region T), 옵셔널(?T)도 구조 분해(destructure)합니다 — 이는 이들을 읽는 주된 허용 방법으로, is_null()/is_none()/.default(fallback)과 나란히 사용됩니다 (자세한 내용은 타입 참고). 직접적인 역참조/멤버 접근/강제 언래핑(!)은 unsafe가 필요합니다.

struct Node { int value; };

void describe(?&stack Node next) {
    match (next) {
        case null:    printf("empty\n");
        case some(n): printf("value=%d\n", n.value);  // n은 페이로드 타입 자체로 바인딩됨
    }
}

?int maybe = compute();
match (maybe) {
    case none:    printf("nothing\n");
    case some(x): printf("got %d\n", x);
}

패턴 이름은 포인터와 nullable 참조에 대해 null/some(x)이고, 옵셔널에 대해서는 none/some(x)입니다 — (태그된 유니온의 변형 패턴과 달리) 점(dot)이 붙지 않은 일반 식별자입니다.

표현식으로서의 Match

match는 표현식으로도 사용될 수 있으며, 실행된 분기에서 값을 생산합니다. 문장 형태와 달리, match 표현식은 반드시 완전성(exhaustiveness)이 증명 가능해야 합니다 — 모든 태그된 유니온 변형이 다루어지거나 (default/와일드카드 분기가 있거나), nullable/옵셔널 대상의 경우 null/none과 some(x) 양쪽이 모두 다루어져야 합니다 — 그렇지 않으면 모든 경로에서 값을 만들어야 하므로 컴파일 오류가 됩니다.

int result = match (status_code) {
    case 200:      1,
    case 400..499: -1,
    default:       0,
};

int describe_len(?&stack Node next) {
    return match (next) {
        case null:    -1,
        case some(n): n.value,
    };
}

Switch 문

위의 match와는 구별되는, 진짜 C의 fall-through 디스패치입니다 (match는 결코 fall-through하지 않으며, match 안의 break는 match 자체가 아니라 감싸는 루프로 전달됩니다).

switch (n) {
case 1:
case 2:
    do_low();
    break;
case 3:
    do_three();
    // fall-through — break 없음
case 4:
    do_three_or_four();
    break;
default:
    do_other();
}

Case 값은 (선택적으로 부호가 반전된) 리터럴 정수 또는 문자 상수여야 하며 — 일반적인 상수 표현식은 허용되지 않습니다. 이는 실제 switch/점프 테이블 명령어로 컴파일될 수 있도록 C의 "case 레이블은 정수 상수 표현식이어야 한다"는 규칙을 충실히 따르는 것으로, 비교 체인으로 컴파일되지 않습니다. 레이블 없는 break는 switch를 빠져나가고, continue는 switch에 의해 소비되지 않습니다 — 진짜 C와 마찬가지로 (있다면) 이미 감싸고 있는 루프를 계속 가리킵니다.

Defer

defer는 감싸는 스코프가 종료될 때 실행되도록 문장을 예약하며, LIFO(후입선출) 순서로 실행됩니다. 리소스 정리에 이상적입니다.

void process_file(const char *path) {
    FILE *f = fopen(path, "r");
    defer fclose(f);

    char *buf = (char*)malloc(4096);
    defer free(buf);

    // ... f와 buf 사용 ...
}   // free(buf)가 먼저 실행되고, 그 다음 fclose(f)가 실행됨

지연된 문장은 스코프가 정상 흐름, return, 또는 조기 종료 중 어떤 방식으로 종료되든 관계없이 실행됩니다.

다중 Defer

Defer는 선언의 역순으로 실행됩니다.

void example() {
    defer printf("3\n");
    defer printf("2\n");
    defer printf("1\n");
}
// 출력: 1, 2, 3

Try 연산자

try 연산자는 옵셔널 값을 언래핑하며, 값이 없을 경우(빈 케이스인 null) 즉시 호출자에게 전파합니다 — if (x.is_none()) return null; T value = ...;를 인라인으로 작성한 것과 동등합니다.

?int parse_config(const char *path) {
    ?int fd = open_file(path);
    int file = try fd;         // fd가 비어 있으면 즉시 null을 반환

    ?int value = read_int(file);
    return try value;
}

?T를 반환하는 함수에서 반환된 순수한 T는 암묵적으로 "존재함"으로 래핑되고(위의 return file;은 명시적 래핑이 필요 없습니다), return null;은 빈 케이스를 만듭니다 — 일반 코드에서 호출할 별도의 some(x) 생성자는 없습니다(some/none은 위에서 본 것처럼 match 패턴으로만 등장합니다).

Errdefer

errdefer는 defer처럼 작성되지만, 모든 종료가 아니라 try로 전파되는 실패 종료 시에만 실행되도록 의도되었습니다.

?int open_and_process(const char *path) {
    ?int fd = open_file(path);
    int f = try fd;             // 실패 시 null을 전파
    errdefer close_fd(f);       // 아래의 이후 'try'가 실패할 때만 실행되도록 의도됨

    ?int size = read_size(f);
    int n = try size;           // 실패 시: close_fd(f)가 실행된 후 null이 전파됨

    // ... 처리 ...
    return n;
}

정상적인(try에 의해 촉발되지 않은) 종료 — 성공적인 종료를 포함한 일반적인 명시적 return, 또는 함수 끝까지 도달하는 경우 — 는 등록된 모든 defer를 실행하지만 errdefer는 건너뜁니다. 이름 그대로입니다. try로 전파되는 실패 종료는 둘 다 실행합니다: 일반적인 정리(defer)는 여전히 자신의 몫을 해야 하고, 여기에 등록된 오류 전용 정리(errdefer)까지 더해집니다.

레이블이 붙은 Break와 Continue

레이블을 사용하면 중첩된 루프를 벗어나거나 계속할 수 있습니다.

outer: for (int i = 0; i < 10; i = i + 1) {
    for (int j = 0; j < 10; j = j + 1) {
        if (i + j > 15) break outer;
        if (j % 2 == 0) continue;
        printf("%d %d\n", i, j);
    }
}

Goto와 레이블

C 호환성과 저수준 제어 흐름을 위한 것입니다.

void state_machine(int input) {
    goto start;

start:
    if (input == 0) goto done;
    input = input - 1;
    goto start;

done:
    printf("finished\n");
}

WARNING

goto보다 구조화된 제어 흐름(match, 루프, break/continue)을 선호하십시오. 컴파일러는 goto가 리전 라이프타임을 존중하는지 검증하지 않습니다.

If Const (컴파일 타임 분기)

if const는 조건을 컴파일 타임에 평가하여 분기를 선택합니다. 선택되지 않은(dead) 분기는 완전히 제거되며 타입 검사되지 않습니다.

const int PLATFORM = 1;

void init() {
    if const (PLATFORM == 1) {
        init_linux();
    } else if const (PLATFORM == 2) {
        init_macos();
    } else {
        init_generic();
    }
}

이는 #ifdef 기반 조건부 컴파일에 대한 SafeC의 대체 수단입니다. 전처리기 조건문과 달리, if const는 스코프를 존중하며 const와 consteval 값을 참조할 수 있습니다.