1. 제어 구조의 개념 및 중요성

제어 구조는 프로그램의 실행 순서를 제어하는 명령문 또는 문법적 구조를 의미합니다. 제어 구조가 없다면 프로그램은 단순히 작성된 순서대로만 명령을 실행할 것입니다. 하지만 제어 구조를 사용함으로써, 프로그램은 다음과 같은 능력을 갖추게 됩니다.

  • 의사 결정 (Decision Making): 특정 조건(예: 플레이어의 체력이 0 이하인가?)을 평가하여 참 또는 거짓 결과에 따라 다른 코드 블록을 실행합니다.
  • 반복 실행 (Repetition): 특정 조건이 충족되는 동안 또는 정해진 횟수만큼 코드 블록을 반복적으로 실행합니다.
  • 흐름 제어 (Flow Control): 반복문의 특정 단계를 건너뛰거나, 반복문 또는 메서드 실행을 즉시 중단하는 등 실행 흐름을 세밀하게 조절합니다.

이러한 제어 구조는 게임 내 다양한 상황(플레이어 입력, 충돌 감지, AI 행동 결정 등)에 능동적으로 대처하고 복잡한 게임 메커니즘을 구현하는 데 필수적입니다.

2. 조건문: if, else if, else

if 문은 가장 기본적인 조건문으로, 주어진 조건식(Boolean 표현식)이 참(true)일 경우에만 특정 코드 블록을 실행합니다. else 문을 사용하면 조건식이 거짓(false)일 경우 실행할 대체 코드 블록을 지정할 수 있으며, else if 문을 사용하면 여러 개의 조건을 순차적으로 검사할 수 있습니다.

[문법]

if (조건식1)
{
    // 조건식1이 참일 때 실행될 코드
}
else if (조건식2)
{
    // 조건식1이 거짓이고 조건식2가 참일 때 실행될 코드
}
else
{
    // 위의 모든 조건식이 거짓일 때 실행될 코드 (선택 사항)
}

[Unity 예시]

public int playerHealth = 100;

void TakeDamage(int damage)
{
    playerHealth -= damage;

    if (playerHealth <= 0)
    {
        Debug.Log("플레이어가 사망했습니다.");
        playerHealth = 0; // 체력이 음수가 되지 않도록 보정
        // 게임 오버 로직 호출 등
    }
    else if (playerHealth < 30)
    {
        Debug.Log("체력이 부족합니다! (경고)");
        // 체력 낮음 UI 표시 등
    }
    else
    {
        Debug.Log("플레이어가 " + damage + " 피해를 입었습니다. 남은 체력: " + playerHealth);
    }
}

3. 조건문: switch

switch 문은 단일 변수의 값을 여러 개의 특정 상수 값과 비교하여 일치하는 case의 코드 블록을 실행하는 조건문입니다. 여러 개의 if-else if 문을 대체하여 코드를 더 간결하고 가독성 있게 만들 수 있으며, 주로 정수, 열거형(enum), 문자열 타입 변수의 값에 따라 분기할 때 유용합니다. 각 case 블록의 끝에는 일반적으로 break 문을 사용하여 switch 문을 빠져나옵니다. default 블록은 어떤 case와도 일치하지 않을 때 실행됩니다.

[문법]

switch (검사할_변수)
{
    case 값1:
        // 변수 값이 값1과 일치할 때 실행될 코드
        break; // switch 문 종료
    case 값2:
        // 변수 값이 값2와 일치할 때 실행될 코드
        break;
    // ... 추가 case
    default:
        // 어떤 case와도 일치하지 않을 때 실행될 코드 (선택 사항)
        break;
}

[Unity 예시]

public enum ItemType { Potion, Sword, Shield, Key }

void UseItem(ItemType item)
{
    switch (item)
    {
        case ItemType.Potion:
            Debug.Log("포션을 사용하여 체력을 회복합니다.");
            // 체력 회복 로직
            break;
        case ItemType.Sword:
            Debug.Log("검을 장착합니다.");
            // 공격력 증가 로직
            break;
        case ItemType.Shield:
            Debug.Log("방패를 장착합니다.");
            // 방어력 증가 로직
            break;
        case ItemType.Key:
            Debug.Log("열쇠를 사용하여 문을 엽니다.");
            // 문 열기 로직
            break;
        default:
            Debug.Log("알 수 없는 아이템 타입입니다.");
            break;
    }
}

4. 반복문: for

for 루프는 정해진 횟수만큼 코드 블록을 반복 실행할 때 주로 사용됩니다. 초기화식, 조건식, 반복식의 세 부분으로 구성됩니다.

  • 초기화식: 루프 시작 전에 단 한 번 실행되며, 주로 루프 카운터 변수를 초기화합니다.
  • 조건식: 각 반복 시작 전에 평가되며, 이 식이 참(true)인 동안 루프가 계속 실행됩니다.
  • 반복식: 각 반복의 코드 블록이 실행된 후 실행되며, 주로 루프 카운터 변수를 증가 또는 감소시킵니다.

[문법]

for (초기화식; 조건식; 반복식)
{
    // 조건식이 참인 동안 반복 실행될 코드
}

[Unity 예시]

public GameObject enemyPrefab;
public int numberOfEnemies = 5;
public Vector3 spawnAreaCenter;
public float spawnRadius = 10f;

void SpawnEnemies()
{
    for (int i = 0; i < numberOfEnemies; i++) // numberOfEnemies 횟수만큼 반복
    {
        // 원형 영역 내 랜덤 위치 계산
        Vector2 randomCircle = Random.insideUnitCircle * spawnRadius;
        Vector3 spawnPosition = spawnAreaCenter + new Vector3(randomCircle.x, 0, randomCircle.y);

        Instantiate(enemyPrefab, spawnPosition, Quaternion.identity); // 적 프리팹 생성
        Debug.Log((i + 1) + "번째 적 생성 완료.");
    }
}

5. 반복문: while, do-while

while 루프는 특정 조건이 참(true)인 동안 코드 블록을 반복 실행합니다. 반복 횟수가 미리 정해져 있지 않고, 특정 상태가 지속되는 동안 계속 작업을 수행해야 할 때 유용합니다. 조건식은 루프 본문 실행 전에 평가됩니다.

do-while 루프는 while 루프와 유사하지만, 조건식을 루프 본문 실행 후에 평가합니다. 따라서 루프 본문이 최소 한 번은 반드시 실행되는 것을 보장합니다.

[문법 - while]

while (조건식)
{
    // 조건식이 참인 동안 반복 실행될 코드
    // (주의: 루프 내에서 조건식이 언젠가 거짓이 되도록 상태를 변경해야 함)
}

[문법 - do-while]

do
{
    // 최소 한 번 실행되고, 이후 조건식이 참인 동안 반복 실행될 코드
} while (조건식);

[Unity 예시 - while (주의 필요)]

// 주의: Update나 Coroutine 외부에서 무한 루프 가능성이 있는 while은 Unity 에디터를 멈추게 할 수 있음
IEnumerator WaitForCondition()
{
    bool conditionMet = false;
    while (!conditionMet) // conditionMet이 false인 동안 반복
    {
        Debug.Log("조건 충족 대기 중...");
        // 특정 조건 확인 로직 (예: 외부 이벤트, 시간 경과 등)
        if (CheckSomeExternalCondition()) // 이 함수가 언젠가 true를 반환해야 함
        {
            conditionMet = true;
        }
        yield return null; // Coroutine에서 한 프레임 대기 (무한 루프 방지)
    }
    Debug.Log("조건 충족! 다음 단계 진행.");
}

bool CheckSomeExternalCondition() { /* ... 조건 확인 로직 ... */ return Random.value > 0.9f; /* 예시 */ }

주: while(true) 같은 형태는 Unity의 Update() 내부나 코루틴 외부에서 사용 시 에디터 멈춤의 원인이 되므로 각별한 주의가 필요합니다.

6. 반복문: foreach

foreach 루프는 배열(Array), 리스트(List), 딕셔너리(Dictionary) 등 컬렉션(Collection)의 모든 요소를 순차적으로 접근하여 코드 블록을 실행하는 데 특화된 반복문입니다. 인덱스 변수를 직접 관리할 필요가 없어 코드가 간결하고 가독성이 높으며, 인덱스 범위를 벗어나는 오류(Index Out of Bounds Exception)를 방지할 수 있습니다.

[문법]

foreach (요소타입 요소변수 in 컬렉션)
{
    // 컬렉션의 각 요소에 대해 반복 실행될 코드 (요소변수를 사용)
}

[Unity 예시]

public List<string> inventoryItems = new List<string> { "체력 포션", "마나 포션", "검" };
public Collider[] nearbyObjects;

void ProcessInventory()
{
    Debug.Log("인벤토리 아이템 목록:");
    foreach (string item in inventoryItems) // inventoryItems 리스트의 모든 문자열 요소를 순회
    {
        Debug.Log("- " + item);
        // 각 아이템에 대한 처리 로직
    }
}

void CheckNearbyObjects()
{
    nearbyObjects = Physics.OverlapSphere(transform.position, 5.0f); // 주변 콜라이더 감지
    Debug.Log("주변 객체 수: " + nearbyObjects.Length);
    foreach (Collider col in nearbyObjects) // 감지된 모든 콜라이더를 순회
    {
        Debug.Log("감지된 객체: " + col.gameObject.name);
        // 각 콜라이더에 대한 처리 (예: 태그 확인, 컴포넌트 접근 등)
    }
}

주: 과거 버전의 Unity/C#에서는 일부 컬렉션에 대한 foreach가 메모리 할당(Garbage Collection 유발)을 일으킬 수 있었으나, 최신 버전에서는 대부분 최적화되었습니다. 그럼에도 성능이 극도로 중요한 반복문에서는 for 루프 사용을 고려할 수 있습니다.

7. 점프문: break, continue, return

점프문은 일반적인 코드 실행 흐름을 벗어나 특정 위치로 제어를 이동시키는 명령입니다.

  • break: 현재 실행 중인 가장 안쪽의 반복문(for, while, do-while, foreach) 또는 switch 문을 즉시 종료합니다.
  • continue: 현재 실행 중인 가장 안쪽 반복문의 나머지 부분을 건너뛰고, 다음 반복 단계(증감식 실행 후 조건 검사)로 넘어갑니다.
  • return: 현재 실행 중인 메서드를 즉시 종료합니다. 메서드가 반환 타입을 가지는 경우, return 문 뒤에 해당 타입의 값을 명시하여 호출자에게 전달할 수 있습니다. 메서드 내의 어떤 위치에서든 return이 실행되면 해당 메서드는 더 이상 진행되지 않습니다.

[예시]

// break 예시: 배열에서 특정 값 찾기
int[] numbers = { 10, 20, 30, 40, 50 };
int target = 30;
for (int i = 0; i < numbers.Length; i++)
{
    if (numbers[i] == target)
    {
        Debug.Log(target + " 값을 인덱스 " + i + "에서 찾았습니다.");
        break; // 찾았으므로 루프 종료
    }
}

// continue 예시: 짝수만 처리하기
for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
    if (i % 2 != 0) // 홀수이면
    {
        continue; // 현재 반복의 나머지 부분을 건너뛰고 다음 반복으로 이동
    }
    Debug.Log("처리된 짝수: " + i);
}

// return 예시: 조건 만족 시 메서드 조기 종료
bool IsValidInput(string input)
{
    if (string.IsNullOrEmpty(input))
    {
        Debug.LogError("입력값이 비어있습니다.");
        return false; // 메서드 즉시 종료하고 false 반환
    }
    // ... 추가 유효성 검사 ...
    return true; // 모든 검사를 통과하면 true 반환
}

8. Unity에서의 제어 구조 활용 사례

  • if/switch:
    • 플레이어 입력 처리 (Input.GetKeyDown, Input.GetAxis 결과에 따른 분기)
    • 게임 상태 확인 (isPaused, isGameOver, playerState 등)
    • 충돌/트리거 이벤트 처리 (OnCollisionEnter, OnTriggerEnter 내에서 충돌 대상 확인)
    • AI의 의사 결정 (플레이어와의 거리, 시야, 체력 상태 등에 따른 행동 분기)
    • UI 버튼 클릭 등 상호작용에 대한 반응
  • for/while/foreach:
    • 다수의 객체(적, 총알, 파티클) 생성 및 초기화
    • 배열/리스트 순회 (인벤토리 아이템 처리, 활성화된 적 유닛 관리, 길찾기 노드 탐색)
    • 타일맵 생성 또는 지형 데이터 처리
    • 지속적인 상태 확인 (코루틴 내에서 while 사용)
  • break/continue/return:
    • 검색 작업 최적화 (원하는 데이터를 찾으면 break로 루프 종료)
    • 특정 조건의 요소는 제외하고 처리 (continue 사용)
    • 유효성 검사 실패 시 메서드 실행 중단 (return 사용)

9. 선택 가이드 및 주의사항

  • if vs switch: 단일 변수를 여러 상수 값과 비교할 때는 switch가 가독성이 좋을 수 있습니다. 복잡한 논리 연산이나 범위 비교가 필요하면 if-else if를 사용합니다.
  • for vs while vs foreach: 반복 횟수가 명확하거나 인덱스가 필요하면 for를 사용합니다. 조건에 따라 반복 여부가 결정되면 while을 사용합니다. 컬렉션의 모든 요소를 단순 순회할 때는 foreach가 간결하고 안전합니다.
  • 무한 루프: while 루프 사용 시 조건식이 항상 참이 되는 경우 무한 루프에 빠져 Unity 에디터나 빌드가 멈출 수 있습니다. 루프 내에서 조건식에 영향을 주는 상태 변화가 반드시 일어나도록 설계해야 합니다. 특히 Update() 메서드 내에서의 과도한 반복문 사용은 성능 저하의 주된 원인이므로 주의해야 합니다.
  • 성능: Update()나 FixedUpdate()처럼 매 프레임 호출되는 메서드 내부의 제어 구조는 성능에 큰 영향을 미칩니다. 반복문 내의 계산을 최소화하고, 불필요한 조건 검사를 줄이는 등의 최적화 노력이 필요할 수 있습니다.

결론

제어 구조는 C# 프로그래밍의 핵심이며, Unity에서 동적이고 상호작용적인 게임 플레이를 구현하기 위한 필수적인 도구입니다. 조건문(if, switch)을 통해 상황에 맞는 결정을 내리고, 반복문(for, while, foreach)을 통해 효율적인 작업 반복을 수행하며, 점프문(break, continue, return)으로 실행 흐름을 정교하게 제어할 수 있습니다. 각 제어 구조의 특징과 용도를 명확히 이해하고, 상황에 가장 적합한 구조를 선택하며, 성능상의 고려사항을 염두에 두는 것이 견고하고 효율적인 Unity 프로젝트를 개발하는 데 중요합니다. 제어 구조의 능숙한 활용은 복잡한 게임 로직을 명확하고 관리하기 쉬운 코드로 구현하는 능력과 직결됩니다.

참고 자료

티스토리툴바