15강. std::optional: 값이 없을 수 있는 결과 표현하기

?이번 강의에서 해결할 문제

아이템을 찾지 못했을 때 -1을 반환하면 실제 수량 -1과 실패가 같은 타입에 섞입니다. 빈 문자열이나 null 포인터도 값의 의미와 실패 원인을 흐릴 수 있습니다.

✓학습 목표

• optional<T>가 값 또는 값 없음 상태를 표현함을 설명합니다.
• has_value, 조건식, value_or로 결과를 확인합니다.
• 값 존재 확인 전 무조건 꺼내는 코드를 피합니다.

◇먼저 알아야 할 핵심 개념

std::optional<T>는 T 값이 있을 수도 없을 수도 있는 값 타입입니다. 값 없음은 std::nullopt로 표현합니다. 포인터 소유권을 나타내는 도구가 아니라 조회 실패처럼 정상적으로 가능한 부재를 반환 계약에 드러내는 도구입니다.

§가장 작은 실행 가능한 예제

optional_inventory.cpp

#include <iostream>
#include <optional>
#include <string>
#include <unordered_map>

std::optional<int> findCount(
    const std::unordered_map<std::string, int>& inventory,
    const std::string& name) {
    const auto found = inventory.find(name);
    if (found == inventory.end()) {
        return std::nullopt;
    }
    return found->second;
}

int main() {
    const std::unordered_map<std::string, int> inventory{{"Potion", 3}};
    std::cout << findCount(inventory, "Potion").value_or(0) << ' '
              << findCount(inventory, "Key").value_or(0) << '\n';
}

§핵심 코드 줄별 설명

1. 반환형에서 값이 없을 수 있음을 바로 알 수 있습니다.
2. map의 find는 목록을 변경하지 않고 키를 조회합니다.
3. 실패하면 nullopt, 성공하면 실제 수량을 반환합니다.
4. value_or(0)은 값이 없을 때만 기본값 0을 사용합니다.
5. 호출자가 부재를 오류로 볼지 기본값으로 처리할지 결정합니다.

§실행 결과와 값 변화

3 0

두 번째 결과가 0이어도 실제로 수량 0인 아이템인지 값이 없었는지는 value_or 이후 구분되지 않습니다. 구분이 필요하면 optional 자체를 조건식으로 검사합니다.

✎단계별 실습

실습 목표

플레이어 이름으로 점수를 찾고 부재 상태를 별도 문장으로 처리합니다.

시작 전 상태와 실행 방법

unordered_map<string, int>에 플레이어 한 명을 넣고 예제 함수를 복사합니다.

1단계: 최소 코드 작성

존재하는 이름을 찾아 optional 값이 있으면 점수를 출력합니다.

2단계: 값 또는 조건을 바꿔 결과 비교

없는 이름을 조회해 not found 분기가 실행되는지 확인합니다.

3단계: 작은 기능 확장

점수가 0인 플레이어를 추가해 값 0과 값 없음이 구분되는지 확인합니다.

4단계: 스스로 해결하기

가장 높은 점수를 반환하되 목록이 비어 있으면 nullopt를 반환하는 함수를 작성하세요.

막혔을 때

값이 없는 optional에 .value()를 호출하면 예외가 발생합니다. if (result) 또는 has_value()로 검사하거나 의미 있는 기본값이 있을 때만 value_or를 사용합니다.

!흔한 실수와 해결 방법

• 검사 없이 value 호출: 값 존재를 먼저 확인합니다.
• 모든 실패를 nullopt 하나로 축약: 실패 이유가 여러 개면 별도 오류 타입이 필요합니다.
• optional을 포인터 소유 도구로 사용: 객체 소유권은 값·스마트 포인터 설계로 해결합니다.

§게임 개발 연결

선택된 슬롯, 찾은 아이템 ID, 레이캐스트 결과처럼 결과가 없을 수 있는 조회에 적합합니다. 엔진 API가 이미 null 포인터나 전용 결과 구조를 사용한다면 경계에서 의미를 변환하고 프로젝트 규칙을 일관되게 유지합니다.

?이해 점검 질문 3개

1. optional<int>가 정수 -1 반환보다 명확한 이유는 무엇인가요?
2. value_or를 사용하면 어떤 정보가 사라질 수 있나요?
3. 여러 실패 원인을 전달해야 할 때 optional만으로 부족한 이유는 무엇인가요?

■핵심 요약

optional은 값의 부재를 정상적인 반환 상태로 표현합니다. 호출자는 존재 여부를 확인하고, 기본값으로 합쳐도 되는지 또는 별도 처리가 필요한지 결정합니다.

§다음 강의 연결

16강. variant에서 값이 여러 허용 타입 중 정확히 하나일 때 타입 안전하게 분기합니다.