C++의 형변환(캐스팅, Casting)에 대하여

캐스팅의 종류

암시적(Implicit) 캐스팅

• 컴파일러가 형을 변환해 줌
  • 단, 형 변환이 허용되고
  • 프로그래머가 명시적으로 형 변환을 안 할 경우

명시적(Explicit) 캐스팅

• 프로그래머가 형 변환을 위한 코드를 직접 작성
• C++ 캐스팅
  1. static_cast
  2. const_cast
  3. dynamic_cast (C++98, 모던 C++)
  4. reinterpret_cast

C 스타일 캐스팅

double a = 1.354;
int b = (int)a;

• C++ 스타일 4개의 캐스팅 중 하나를 수행
  • 뭔가 명확하지 못함
• 명백한 실수를 컴파일러가 캐치하지 못함
  • C++ 캐스팅이 이런 문제를 해결
  • 기계어 수준에서는 C/C++를 구분하지 않기에 실제 실행 시 차이는 없음

C++ 캐스팅 4종

static_cast

1. 값
   • 두 숫자 형 간의 변환
     • 값을 유지 (단, 반올림 오차는 제외)
     • 이진수 표기가 달라질 수 있음 (ex. float 형을 int 형으로 변환하는 경우)
2. 개체 포인터
   • 변수형 체크 후 베이스 클래스를 파생 클래스로 변환
   • 컴파일 시에만 형 체크 가능
   • 실행 도중 여전히 크래시가 날 수 있음

reinterpret_cast

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

cons_cast

• const_cast로 형을 바꿀 수는 없음
• const 또는 volatile 키워드를 제거할 때 사용
• 포인터 형에 대해서 사용할 때만 권장
  • 값 형은 복사가 가능하기 때문
• 일반적으로 const_cast를 코드에서 사용하려고 한다면 무언가 잘못 된 것
  • 써드파티 라이브러리가 const를 제대로 사용하지 않을 때 호환을 위해 사용

dynamic_cast

• 실행 중에 형을 판단
• 포인터 또는 참조 형을 캐스팅할 때만 쓸 수 있음
• 호환 되지 않는 자식형으로 캐스팅하려 하면 NULL을 반환
  • 따라서, dynamic_cast가 static_cast보다 안전
• 그러나 이걸 쓰려면 컴파일 중에 RTTI(실시간 타입정보, Real-Time Type Information)을 활성화 해야 함
  • C++ 프로젝트에서 RTTI가 성능 하락을 일으키기 때문에 끄는 것이 일반적
  • RTTI가 비활성 되어 있다면 dyamic_cast는 static_cast와 동일하게 동작

캐스팅 지침

1. 기본적으로 staitc_cast를 쓸 것
   • reinterpret_cast<Cat*> 대신 `static_cast<Cat*>
     • 만약 Cat이 Animal이 아니라면 컴파일러가 에러를 뱉
2. 필요한 경우 reinterpret_cast를 쓸것
   • 포인터와 비포인터 사이의 변환
     • 이걸 정말 해야 할 때가 있음 (ex. 포인터 주소의 저장)
   • 서로 연관이 없는 포인터 사이의 변환은 그 데이터형이 맞다고 정말 확신할 때만 할 것
3. 내가 변경 권한이 없는 외부 라이브러리를 호출할 때만 const_cast를 쓸 것