[C++] 프로그래밍 기초 : 타입 캐스팅

안녕하세요! 이번 글에서는 C++ 프로그래밍에서 타입 캐스팅에 대해 자세히 설명하겠습니다. 타입 캐스팅은 변수나 표현식의 타입을 다른 타입으로 변환하는 것을 의미합니다. C++은 다양한 타입 캐스팅 연산자를 제공하여 타입을 변환할 수 있습니다.

---

1. C 스타일 캐스팅

• (type)value 형태로 사용됩니다. 다양한 캐스팅을 한 번에 수행할 수 있지만, 잘못 사용할 경우 예기치 않은 동작을 일으킬 수 있습니다. 따라서 가급적 사용을 지양해야 합니다.

 

2. static_cast

• static_cast<type>(expression) 형태로 사용됩니다. 컴파일 시간에 타입을 검사하며, 일반적인 타입 변환에 사용됩니다.

3. dynamic_cast

• dynamic_cast<type>(expression) 형태로 사용됩니다. 런타임에 타입을 검사하여 다운 캐스팅이 가능한 경우에만 변환을 수행하며, 다운 캐스팅 시에만 사용됩니다. 다운 캐스팅은 부모 클래스를 자식 클래스로 변환하는 것을 의미합니다.

4. const_cast

• const_cast<type>(expression) 형태로 사용됩니다. const 속성을 추가하거나 제거하는 데 사용되며, 주로 상수성을 변경하기 위해 사용됩니다.

5.reinterpret_cast

• reinterpret_cast<type>(expression) 형태로 사용됩니다. 다른 타입의 포인터 간 변환, 포인터와 정수 간 변환 등 비정상적인 타입 변환을 수행할 때 사용됩니다. 주의가 필요하며, 대부분의 상황에서 사용을 지양해야 합니다.

---

업 캐스팅과 다운 캐스팅은 클래스 상속 관계에서 발생하는 타입 캐스팅입니다. 

• 업 캐스팅은 하위 클래스의 포인터를 상위 클래스의 포인터로 캐스팅하는 것을 의미하며, 명시적인 캐스팅이 필요하지 않습니다. 
• 다운 캐스팅은 상위 클래스의 포인터를 하위 클래스의 포인터로 캐스팅하는 것을 의미하며, dynamic_cast를 사용하여 안전하게 수행할 수 있습니다. 다운 캐스팅은 런타임에 타입 검사가 수행되므로, 올바른 타입 변환이 아닌 경우 nullptr를 반환합니다.

다음은 업 캐스팅과 다운 캐스팅의 예제입니다

class Animal 
{
public:
    virtual void makeSound() 
    {
        cout << "Animal sound!" << endl;
    }
};

class Dog : public Animal 
{
public:
    void makeSound() override 
    {
        cout << "Woof!" << endl;
    }

    void fetch() 
    {
        cout << "Fetching!" << endl;
    }
};

int main() 
{
    Animal* animalPtr = new Dog();  // 업 캐스팅
    animalPtr->makeSound();         // Dog의 makeSound() 호출

    Dog* dogPtr = dynamic_cast<Dog*>(animalPtr);  // 다운 캐스팅
    if (dogPtr != nullptr) 
    {
        dogPtr->fetch();  // Dog의 fetch() 호출
    }

    delete animalPtr;
    return 0;
}

• Animal 클래스와 Dog 클래스를 정의하고 있습니다. Animal 클래스는 가상 함수 makeSound()를 가지고 있으며, Dog 클래스는 이를 오버라이딩하여 자신만의 동작을 정의하고 있습니다.
• main() 함수에서는 Animal 포인터를 생성하고 Dog 객체를 가리키게 합니다. 이는 업 캐스팅에 해당합니다. animalPtr->makeSound()를 호출하면 Dog의 makeSound() 함수가 호출됩니다.
• 다음으로 dynamic_cast를 사용하여 Animal 포인터를 Dog 포인터로 다운 캐스팅합니다. dynamic_cast는 런타임에 타입 검사를 수행하므로 안전한 다운 캐스팅이 가능합니다. 그 후, dogPtr을 사용하여 Dog 클래스에 정의된 fetch() 함수를 호출합니다.

타입 캐스팅은 C++에서 매우 강력하고 유용한 기능이지만, 
남용하거나 잘못 사용하면 코드의 가독성과 유지 보수성이 저하될 수 있습니다. 
따라서 타입 캐스팅을 사용할 때에는 주의가 필요하며, 필요한 경우에만 사용해야 합니다.

---

다음 글에서는 예외 처리에 대해 자세히 설명할 예정입니다. 
C++ 프로그래밍에 대한 지식을 확장하는 데 도움이 되기를 바랍니다.
감사합니다!