[C++] type casting

Introduction

---

C++은 기본적으로 type safe 하지 않다고 알려져 있습니다. 쉽게 말하면, 문법적으로 틀리지 않으면 의미적으로 문제가 있어도 컴파일러가 잡아주지 않습니다. C++ 수업을 처음 접한다면 얼마 지나지 않아 이를 직접 경험할 수 있습니다.

int array[4];
array[4] = 1;

이 코드는 문법적으로는 틀리지 않습니다. 또한, 처음 프로그래밍을 접하시는 분들에게는 직관적으로 다가올 수 있죠. 우리는 보통 0이 아닌 1부터 숫자를 카운팅 하니까요. 하지만 위 코드는 접근해서는 안될 영역에 값을 저장했기 때문에 에러를 발생시킬 확률이 존재합니다.

이런 점들을 기억하고 다시 type casting으로 돌아가 봅시다. Type casting은 변수나 함수의 parameter/return value를 다른 type으로 변경하는 것을 의미합니다. 그리고 Type casting은 C++ 프로그래머가 정확한 계획 하에 사용해야 합니다. 불친절한 컴파일러는 잘못된 형식 변환이 존재하더라도 경고를 띄워주지 않을 수 있거든요.

이제 본격적으로 type casting이 무엇인지 살펴보도록 하겠습니다. 이번 포스트에서는 type casting의 종류와 C++ cast operator들이 등장하게 된 계기인 C style casting의 문제점들을 소개하겠습니다. 각각의 casting에 대한 자세한 내용은 개별 포스트로 다룰 예정입니다. 아래에 개별 포스트들에 대한 링크를 게시물을 작성하는 대로 업데이트할 예정이니 많은 관심 부탁드립니다.

 

Type Casting의 종류

---

Type casting은 암시적(implicit) casting과 명시적(explicit) casting이 있습니다. 전자는 별도의 선언 없이 컴파일러가 형변환을 해주는 것입니다. 반대로 명시적 casting은 프로그래머가 형 변환을 위해 코드를 직접 작성하는 것을 의미합니다. C style casting이 C++에서도 사용되나, 몇몇 문제점을 보완하고자 cast operator 사용을 권장합니다. 기존 C style casting의 문제점은 아래에서 좀 더 살펴보겠습니다.

Type casting 종류

 

C style casting

---

C++의 cast operator들은 C style casting의 몇 가지 단점들을 개선하고자 등장한 키워드라고 생각하면 이해가 편할 것입니다. 그렇다면 C style type casting은 어떠한 문제점들이 있을까요? 우선 C style casting의 문법을 살펴보고 이어서 문제점들을 짚어보겠습니다.

int main(){
	float myFloat = 0.8;
    (int)myFloat; // C style casting example #1
    int(myFloat); // C style casting example #2
    
    return 0;
}

 

• 컴파일러 오류 방지 불가

우선 컴파일러가 오류를 사전에 발견할 수 없습니다. 정확히 말하면, 컴파일 단계에서 casting 관련해 전혀 신경을 쓰지 않습니다. 따라서, 어떠한 casting도 허용되며 프로그래머가 의도하지 않은 실수가 런타임에 예상치 못한 버그로 발현될 수 있습니다. 이러한 이유로 혹자는 C style casting은 무적이라고 말하기도 합니다.

• 직관적이지 않음

위 예제는 코드 사이즈가 크지 않아 명시적 형변환을 하고 있음을 알 수 있지만, 프로젝트 규모가 커질수록 직관적이지 않습니다. 수많은 괄호를 보게 될 것이고, 용법도 다 다르기 때문에 어떤 경우에 형변환을 의도했는지 알 수 없죠. 추가로 캐스팅에 의한 오류는 런타임 에러로 발현되기 때문에 디버깅을 통해 찾아내기도 쉽지 않습니다. 이런 문제점들을 개선하고자 C++ style explicit casting 사용을 권장하고 있습니다.

 

위의 두 이유가 C style casting의 사용을 권장하지 않는 대표적인 이유들입니다. 이를 방지하고자 C++은 다섯 개의 cast operator를 제공해 개발자의 의도를 세분화할 수 있게 했습니다. 이는 다른 사람이 코드를 볼 때 개발자의 의도를 파악할 때에도 큰 도움이 됩니다. 참고로 assembly level에서 C++, C casting은 같습니다.

 

Implicit Casting

---

묵시적 Casting은 별도의 선언 없이 컴파일러가 형변환을 해주는 것이며, 크게 확대 변환과 축소 변환이 있습니다. 이에 대한 자세한 내용은 아래 포스트에서 다루도록 하겠습니다.

(TBD)

 

Explicit Casting

---

명시적 casting은 프로그래머가 형 변환을 위해 코드를 직접 작성하는 것을 의미합니다. C style casting과 cast operator가 있으나, 전자는 앞서 다루었으니 더 이상 다루지는 않겠습니다. Cast operator들은 각자 예제와 함께 소개하는 게 좋다고 생각해 개별 포스트로 다루겠습니다.

[C++] static_cast

(TBD)

 

Reference

---

전문가를 위한 C++ - YES24

형식 변환 및 형식 안전성