이번이 SafeInt 라이브러리에 대한 4번째 글이면서 마지막 글입니다. 이전 회의 제 글을 보셨다면 SafeInt가 어떤 것인지, 어떻게 사용하는지 대부분 알게 되셨습니다. 이번에는 SafeInt의 함수 버전에 대해서 설명합니다.

 

 

SafeInt 함수

SafeInt 라이브러리에는 SafeInt 클래스의 인스턴스를 만들지 않고 사용할 수 있도록 몇 개의 함수를 지원하고 있습니다. SafeInt 함수는 정수 오버플로우가 발생하지 않도록 단일 수치 연산을 보호하고 싶을 때 사용합니다. 그리고 복수의 수치 연산을 보호하고 싶을 때는 SafeInt 클래스를 사용하고 함수 버전들을 반복하여 사용하는 것보다는 SafeInt 클래스를 사용하는 것이 더 효율적이라고 합니다.

 

함수

설명

SafeAdd

두 개의 값을 더한다

SafeCast

다른 형으로 캐스팅한다

SafeDivide

두 개의 값으로 나눈다

SafeEquals, SafeGreaterThan, SafeGreaterThanEquals, SafeLessThan, SafeLessThanEquals, SafeNotEquals

2개의 값을 비교한다. 이 함수들을 사용하면 서로 형이 다른 두 개의 값을 형 변환하지 않고 비교할 수 있다

SafeModulus

나머지를 구한다

SafeMultiply

두 개의 값을 곱한다

SafeSubtract

두 개의 값을 뺀다.

 

 

함수들의 이름만 봐도 어떤 것인지 알 수 있고, 이미 어떤 역할을 하는지 아실 테니 따로 길게 설명은 하지 않겠습니다. 아주 간단한 예제를 보여드릴 테니 그것을 보고 대충 어떻게 사용하는지 이해하고 부족한 부분은 MSDN을 참고해 주세요

 

#include <iostream>

#include <safeint.h>

using namespace msl::utilities;

 

 

int main()

{

           unsigned char X1 = 123;

           unsigned char X2 = 200;

           unsigned char X3 = 0;

           if( false == SafeAdd( X1, X2, X3 ) ) {

                     std::cout << "Overflow 발생!!" << std::endl;

           }

          

           unsigned int AA = 100;

           short BB = 101;

           if( false == SafeEquals( AA, BB ) ) {

                     std::cout << "AA BB는 서로 다릅니다" << std::endl;

           }

 

           getchar();

           return 0;

}

< 결과 >


 

 


참고

SafeInt 함수

http://msdn.microsoft.com/ko-kr/library/dd575188.aspx

 

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SafeInt의 예외처리 두 번째 방법은 기본 예외처리 정책을 컴파일 타임에서 선언하는 것입니다.

앞 글에서 우리가 만든 예외처리 클래스를 사용하기 위해 SafeInt를 정의할 때 예외처리 클래스를 템플릿 파라미터의 인자로 넘겼는데 이번에 소개하는 방법은 이 예외처리 클래스 템플릿 인자를 미리 정의해 놓는 것입니다.

 

방법은 SafeInt 헤더파일을 선언하기 전에 #define 문으로 _SAFEINT_DEFAULT_ERROR_POLICY에 예외처리에 사용할 클래스를 선언합니다.

 

// MySafeIntException 이 우리가 정의한 예외처리 클래스입니다.

#define _SAFEINT_DEFAULT_ERROR_POLICY MySafeIntException

 

#include <safeint.h>

 

이렇게 #define 문으로 SafeInt에서 사용할 예외처리 클래스를 선언하고 예외처리 클래스를 정의하면 SafeInt를 선언할 때 템플릿 파라미터로 형만 선언하면 이후 SafeInt를 사용하다가 예외가 발생하면 #define에서 선언한 예외처리 클래스를 호출합니다.

 

#include <iostream>

#define _SAFEINT_DEFAULT_ERROR_POLICY MySafeIntException

 

#include <safeint.h>

using namespace msl::utilities;

 

 

class MySafeIntException : public SafeIntException

{

public:

           static void SafeIntOnOverflow()

           {

                     std::cout << "Overflow 발생!!" << std::endl;

           }

 

           static void SafeIntOnDivZero()

           {

                     std::cout << "0으로 나누기 발생!!" << std::endl;

           }

};

 

 

int main()

{

           SafeInt<unsigned int> X1(1234567);

           SafeInt<unsigned int> X2(1234567);

          

           SafeInt<unsigned int> X3 = X1 * X2;

          

           getchar();

           return 0;

}

 

이전 회에서 소개한 방법과 별 차이 없이 #define 문을 사용한다는 것만 다르니 쉽게 이해했으리라 생각합니다.

 

이제 SafeInt를 사용할 때는 예외처리를 위해 우리는 3가지 방식을 사용할 수 있습니다,

1. try{} catch{}

2. SafeInt에서 사용할 예외처리 클래스를 정의 후 SafeInt 선언 시에 사용

3. #define 문을 사용하여 SafeInt에서 사용할 기본 예외처리 클래스 선언

 

SafeInt 라이브러리는 클래스만 있는 것이 아닙니다. 함수로도 지원합니다. SafeInt의 함수 버전은 SafeInt에 대한 마지막 글이 될 다음 포스팅을 통해서 설명하겠습니다.

 

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이전 글에서 SafeInt를 사용하여 정수 연상을 할 때 오버플로우가 발생할 때 예외처리를 하지 않으면 릴리즈 모드에서는 크래쉬가 발생한다고 하였습니다. 그래서 SafeInt를 사용할 때 꼭 예외처리를 사용해야 합니다.

 

< 코드 1. SafeInt 연산 시 예외처리 구현 >

#include <iostream>

#include <safeint.h>

 using namespace msl::utilities;

 

int main()

{

           SafeInt<unsigned int> X1(1234567);

           SafeInt<unsigned int> X2(1234567);

          

           try

           {

                     SafeInt<unsigned int> X3 = X1 * X2;

           }

           catch(SafeIntException e)

           {

                     std::cout << "overflow!!. ErrorCode : " << e.m_code << std::endl;

           }

 

           getchar();

           return 0;

}

 

< 결과 >

 

 <코드 1>의 결과를 보면 예외 처리에 의해서 프로그램이 크래쉬 되지 않음을 알 수 있습니다. 그런데 SafeInt를 사용할 때마다 <코드1> 처럼 매번 예외처리를 구현한다는 것은 너무 불편합니다. 불편하면 SafeInt를 기피하게 되겠죠. -_-

다행히 SafeInt는 이런 것도 다 감안해서 만들어져 있습니다. 사전에 예외처리를 미리 정의 해 놓으면 매번 예외처리를 정의할 필요가 없습니다.

SafeInt의 예외처리 정의는 두 가지 방법이 있습니다. 이번 회는 두 가지 방법 중 첫 번째 방법을 소개하고 두 번째 것은 다음 회에 소개 하겠습니다.

 

 

 

SafeInt의 예외처리 방법 1

SafeInt의 기본 예외 처리 클래스를 상속 받아서 우리가 원하는 방식으로 정의한 후 그것을 SafeInt의 생성자에 인자로 넘겨주면 SafeInt로 연산 작업을 할 때 예외가 발생하면 우리가 정의한 예외처리를 호출합니다. 백문이불여일견이라고 바로 다음의 코드를 봐 주세요. 아주 간단합니다.

 

< 코드 2. SafeInt의 예외처리 방법 1 >

#include <iostream>
#include <safeint.h>

using namespace msl::utilities;

 

class MySafeIntException : public SafeIntException

{

public:

           static void SafeIntOnOverflow()

           {

                     std::cout << "Overflow 발생!!" << std::endl;

           }

 

           static void SafeIntOnDivZero()

           {

                     std::cout << "0으로 나누기 발생!!" << std::endl;

           }

};

 

int main()

{

           SafeInt<unsigned int, MySafeIntException> X1(1234567);

           SafeInt<unsigned int, MySafeIntException> X2(1234567);

          

           SafeInt<unsigned int, MySafeIntException> X3 = X1 * X2;

          

           getchar();

           return 0;

}

 

< 결과 >

 

 <코드 2>의 결과를 보면 SafeInt로 연산 작업을 할 때 예외처리를 같이 정의하지 않아도 오버플로우로가 발생하면 우리가 정의한 클래스의 멤버 함수를 호출 합니다.

 

SafeInt의 생성자에 인자로 넘기는 예외처리 클래스는 꼭 SafeIntException 클래스를 상속 받고 static void SafeIntOnOverflow()static void SafeIntOnDivZero()를 재정의해야 합니다.

 

이것으로 <코드 1>의 예외처리 방식보다는 좀 편리해졌습니다. 그런데 아마 지금도 마음에 들지 않는 분이 있을 것 같습니다. SafeInt를 생성 할 때마다 매번 예외처리 클래스를 인자로 넘기는 것도 귀찮은 분이 있을 것 같네요. 이런 분들을 위해서 SafeInt는 또 하나더 예외처리 방법을 지원합니다. 그것은 다음 회에서 설명하겠습니다.^^
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#include <iostream> 

int main()

{

           unsigned int X1 = 1234567;

           unsigned int X2 = 1234567;

           unsigned int X3 = X1 * X2;

           std::cout << "X3 = " << X3 << std::endl;

 

           unsigned __int64 BigX1 = 1234567;

           unsigned __int64 BigX2 = 1234567;

           unsigned __int64 BigX3 = BigX1 * BigX2;

           std::cout << "BigX3 = " << BigX3 << std::endl;

 

           getchar();

           return 0;

}

 

<코드1>를 실행하면 변수 X3 BigX3의 값이 서로 같을까요? 혹시 같다고 생각하시는 분들은 unsigned int의 최대 값이 얼마인지 MSDN에서 검색해 보세요... 네 결과는 서로 다릅니다. 둘 다 계산에 사용하는 값은 같지만 결과가 다르게 나오는 이유는 unsigned int로는 X1 X2를 곱해서 나온 값을 보관할 수 없기 때문입니다. X3 = X1 * X2에서 X3는 오버플로우가 발생하여 상위 비트가 삭제되어 올바른 계산 값이 저장되지 않습니다.

 

<코드 1의 결과>


 

<코드 1>의 코드는 사실 별로 길지 않은 코드이기 때문에 실행하기 전에 오버플로우가 발생하리라는 것을 충분히 예상할 수 있고, 혹은 실행 후에 X3의 값이 예상하지 못한 값이 들어가 있어도 문제를 쉽게 파악할 수 있을 것입니다. 그러나 우리가 만드는 애플리케이션은 복잡하고 긴 코드를 가지고 있습니다. <코드 1>과 같은 오버플로우에 의해서 버그가 발생하면 쉽게 버그를 찾기 힘들고 특히 오버플로우에 의해 애플리케이션이 오 동작하여 크래쉬가 발생할 수도 있습니다.

 

안전한 애플리케이션을 만들기 위해서는 안전한 코드를 만들어야 합니다. 보통 안전한 코드를 생각하면 포인터 조작과 문자열 조작을 주로 중요하게 다루고 VC++에서도 안전한 문자열 조작 위해 ‘_s’가 붙은 문자열 조작함수를 사용하도록 VC++에서 종용하고 있어서 요즘은 대 부분 이것을 사용하고 있습니다. 그러나 정수 계산에 대해서는 안전한 코드를 위해 지원해 주는 것이 없었습니다.

 


SafeInt 란?

VC++ 10에서는 안전한 정수 계산을 위해서 새로운 라이브러리를 지원해 줍니다. 이 라이브러리의 이름은 SafeInt 입니다. SafeIntC++의 템플릿으로 만들어서 char 형에서 __int64 형까지 8비트에서 64비트 사이의 크기를 가진 모든 정수 형을 사용할 수 있습니다.

SafeInt 라이브러리를 사용하면 결과를 담을 변수의 형 보다 큰 정수 값 연산을 하거나 0으로 나누기 연산을 할 때 발생하는 오버플로우를 감지 할 수 있습니다.


 

SafeInt 사용

SafeInt를 사용하기 위해서는 헤더 파일 safeint.h 를 포함하고 msl::utilities 이름 공간을 선언해야 합니다.


 < 코드 2 >

#include <iostream>

#include <safeint.h>

using namespace msl::utilities;

 

int main()

{

           SafeInt<unsigned int> X1(1234567);

          

           unsigned int x2 = 1234567;

           SafeInt<unsigned int> X2(x2);


           SafeInt<unsigned int> X3 = X1 * X2;     

        

           getchar();

           return 0;

}

 

<코드 2>를 디버그 모드에서 실행하면 아래와 같은 ASSERT 메시지가 발생합니다.


 

이유는 오버플로우가 발생했기 때문입니다. 그러나 릴리즈 모드에서는 ASSERT 메시지가 발생하지 않습니다. 다만 크래쉬가 발생합니다. -_-;;

오버플로우에 의해서 디버그 모드에서는 ASSERT 메시지, 릴리즈 모드에서는 크래쉬가 발생하는 이유는

SafeInt<unsigned int> X3 = X1 * X2;

에서 예외가 발생하기 됩니다. SafeInt를 사용하는 경우 오버플로우가 발생하면 예외를 발생시키기 때문에 try{} catch{}로 예외를 처리해 주지 않으면 안됩니다. 예외 처리가 올바르게 하면 오버플로우가 발생했을 때 발생하는 문제를 올바르게 대처하던가 어디에서 어떻게 오버플로우가 발생했는지 쉽게 알 수 있습니다.

 

그리고 SafeInt는 일반 정수형과 같이 연산을 할 수도 있다.

<코드 3>

#include <iostream>

#include <safeint.h>

 

using namespace msl::utilities;

 

int main()

{

           SafeInt<unsigned int> X1(1234567);

          

           unsigned int X2 = 123;

           SafeInt<unsigned int> X3 = X1 * X2;

          

           getchar();

           return 0;

}


 

이번 회에는 간단하게 정수 연산 시의 오버플로우 문제와 SafeInt가 무엇인지, SafeInt의 간단한 사용 방법만 설명하였습니다.

다음 회는 <코드 2>에서 발생하는 예외를 어떻게 처리하는지 설명하겠습니다.

 

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