[C++] 형변환(Casting)

이 글은 C++ 형변환(Casting)을 공부하고 정리한 글입니다

형변환

• 자료형을 다른 형태로 변경하는 것

• 컴파일러가 자동으로 변환해주는 암시적 형변환과 프로그래머가 직접 해당 자료형을 명시하는 명시적 형변환이 있다

  static_cast

  int number1 = 3;
  short number2 = static_cast<int>(number1);
  
  Animal* myPet = new Cat(2, "CoCo");
  
  Cat* myCat = static_cast<Cat*>(myPet);        // OK
  
  Dog* myDog = static_cast<Dog*>(myPet);        // 컴파일은 된다. 그러나 위험하다
                                                // static_cast는 Animal이라는 클래스를 Dog라는 클래스가 상속 받았는지만 체크하기때문에 컴파일이 된다
                                                // 하지만 Cat 클래스가 Dog 클래스의 멤버를 가지고 있지 않기때문에 비정상적인 결과를 초래할 수 있다
  

  • 컴파일시에 형변환을 해준다
  • 값일 경우
    • 두 숫자 형 간의 변환
      • 값을 유지 (단, 반올림 오차는 제외)
      • 이진수 표기는 달라질 수 있음
  • 개체 포인터일 경우
    • 변수형 체크 후 베이스 클래스를 파생 클래스로 변환
    • 컴파일 시에만 형 체크 가능
    • 실행 도중 여전히 크래시가 날 수 있음

  reinterpret_cast

  int* signedNumber = new int(-10);
  unsigned int* unsignedNumber = reinterpret_cast<unsinged int*>(signedNumber);
  

  • 연관 없는 두 포인터 형 사이의 변환을 허용
    • Cat* <-> House*
    • char* <-> int*
  • 포인터와 포인터가 아닌 변수 사이의 형 변환을 허용
    • Cat* <-> usinged int
  • 이진수 표기는 달라지지 않음
    • A형의 이진수 표기를 그냥 B형인 것처럼 해석

  const_cast

  Animal* myPet = new Cat(2, "Coco");
  const Animal* petPtr = myPet;
  
  Animal* myAnimal2 = const_cast<Animal*>(petPtr);      // OK
  Cat* myCat2 = const_cast<Cat*>(petPtr);               // 컴파일 에러
  

  • const 또는 volatile 애트리뷰트를 제거할 때 사용
  • const_cast로 형을 바꿀 수 없음
  • const_cast를 코드에서 쓰려고 한다면 무언가 잘못쓰고 있을 가능성이 높다
    • [써드파티 라이브러리가 const를 제대로 사용하지 않을 때] 정도만 사용하자

  dynamic_cast

  Animal* myPet = new Cat();
  
  Dog* myDog = dynamic_cast<Dog*>(myPet);       // 컴파일은 된다. 하지만 널값을 반환해준다
  
  if (myDog != NULL)
  {
      ...
  }
  

  • 실행 중에 형을 판단
  • 호환되지 않는 자식형으로 캐스팅하려 하면 NULL을 반환
    • 따라서, dynamic_cast가 static_cast보다 안전
  • 만약 사용하려면 RTTI(실시간 타입정보, Real-Time Type Information)를 켜야 함
    • 만약 RTTI를 키지 않는다면 dynamic_cast와 static_cast는 동일하게 동작

캐스팅 규칙

1. 기본적으로 static_cast를 쓸 것
   • reinterpret_cast<Cat> 대신 static_cast<Cat>
     • 만약 Cat이 Animal이 아니라면 컴파일러가 에러를 뱉음
2. reinterpret_cast를 쓸 것
   • 포인터와 비포인터 사이의 변환
   • 서로 연관이 없는 포인터 사이의 변환은 그 데이터형이 맞다고 정말 확인할 때만 할 것
3. 내가 변경권한이 없는 외부 라이브러리를 호출할 때만 const_cast를 쓸 것

참조

포큐아카데미 C++ 언매니지드 프로그래밍

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