C++ 형 변환에 대해 학습하기

형 변환

- 값은 자신과 일치하는 타입의 변수에 저장되어야 함

- 일치하지 않는 경우 해당 타입에 맞추어 값이 변경

 

형 변환 방법의 종류

- 묵시적 방법 : 컴파일러가 자동으로 타입 변환을 수행하는 방법. 일반적으로 타입 간의 변환이 안전하다고 판단될 때 발생

- 명시적 방법 : 프로그래머가 의도적으로 타입 변환을 수행하는 방법. 이를 통해 명확하게 변환을 지시할 수 있다.

 

 

 

묵시적 형 변환

- 산술식에서의 자동(implicit) 형 변환 : data loss가 없음

- C++에서는 데이터 타입 간의 자동 변환이 발생할 때, 특정 순서에 따라 이루어짐. 이 순서는 타입 간의 변환 안전성을 고려한 것

 

<순서>

- bool, char, short, enum -> int -> unsigned

- int < unsigned < long < unsigned long < float < double < long double

 

#include <iostream>

int main() {
    char c = 'A'; // ASCII 65
    short s = 100;
    int i = 200;
    float f = 3.14f;
    double d = 2.71828;

    // char와 short는 int로 변환됨
    auto result1 = c + s; // c(65) + s(100) = 165, 결과는 int 타입
    std::cout << "char + short = " << result1 << std::endl;

    // int와 float는 float로 변환됨
    auto result2 = i + f; // i(200) + f(3.14) = 203.14, 결과는 float 타입
    std::cout << "int + float = " << result2 << std::endl;

    // float와 double은 double로 변환됨
    auto result3 = f + d; // f(3.14) + d(2.71828) = 5.85828, 결과는 double 타입
    std::cout << "float + double = " << result3 << std::endl;

    return 0;
}

 

 

 

< 자료 손실(loss) 가능성과 컴파일러의 경고 >

 

C++에서 묵시적 형 변환(implicit type conversion)은 종종 자동으로 이루어지며, 이는 프로그램의 동작을 간소화하지만 때로는 데이터 손실을 초래할 수 있다. 이러한 손실은 특히 큰 타입에서 작은 타입으로 변환될 때 발생할 수 있으며, 컴파일러는 이러한 상황에서 경고를 제공하기도 한다.

 

 

 

 

 

명시적 형 변환

 

명시적 형 변환은 프로그래머가 명시적으로 타입 변환을 수행하는 방법

C++에서는 이를 위해 다양한 연산자와 함수를 사용할 수 있다.

명시적 형 변환은 경고가 없으므로 주의해야 한다. -> 브레이스 초기화를 통해 방지 가능

 

 

 

1. C-스타일 캐스팅

C++에서 가장 기본적인 명시적 형 변환 방법

() 연산자를 사용하여 변환을 수행

 

#include <iostream>

int main() {
    double d = 9.57;
    int i = (int)d; // 명시적으로 double을 int로 변환
    
    std::cout << "Integer part: " << i << std::endl; // 9
    return 0;
}

 

 

2. static_cast

static_cast는 C++에서 타입 변환을 수행하는 안전하고 일반적인 방법

주로 기본 데이터 타입 간의 변환이나, 클래스 타입 간의 변환에 사용

 

#include <iostream>

int main() {
    double d = 9.57;
    int i = static_cast<int>(d); // static_cast를 사용한 변환
    
    std::cout << "Integer part: " << i << std::endl; // 9
    return 0;
}

 

 

3. dynamic_cast

dynamic_cast는 주로 클래스 간의 안전한 다운캐스팅(downcasting)에 사용

런타임에 타입이 확인되며, nullptr을 반환하거나 예외를 던질 수 있다.

 

#include <iostream>
#include <typeinfo>

class Base { virtual void dummy() {} };
class Derived : public Base {};

int main() {
    Base* basePtr = new Derived();
    Derived* derivedPtr = dynamic_cast<Derived*>(basePtr);
    
    if (derivedPtr) {
        std::cout << "Conversion successful!" << std::endl;
    } else {
        std::cout << "Conversion failed!" << std::endl;
    }
    
    delete basePtr;
    return 0;
}

 

 

 

4. reinterpret_cast

reinterpret_cast는 가장 강력한 형 변환 연산자

포인터의 타입을 무시하고 직접적으로 변환

이 방법은 주로 포인터 간의 변환에 사용되며, 위험할 수 있다.

 

#include <iostream>

int main() {
    int i = 65;
    char* c = reinterpret_cast<char*>(&i);
    
    std::cout << "Character representation: " << *c << std::endl; // A (ASCII 65)
    return 0;
}

 

 

 

 

 

엄격한 형변환 : 브레이스 초기화 Brace Initialization

 

브레이스 초기화(Brace Initialization)는 C++11에서 도입된 기능으로, 중괄호 {}를 사용하여 객체, 배열, 및 다른 데이터 구조를 일관되게 초기화하는 방법이다. "일관된 초기화(Uniform Initialization)"라고도 불리며, 다양한 데이터 타입에서 초기화 구문을 표준화한다.

 

브레이스 초기화를 사용하면 타입이 맞지 않는 값을 초기화하려고 하면 컴파일 타임에 오류가 발생한다

명시적 형변환은 컴파일러가 오류를 띄우지 않기 때문에 타입 안전성을 위해 브레이스 초기화 방법을 사용할 수 있다.

이를 통해 초기화 과정에서 타입 오류를 사전에 방지할 수 있다.

 

 

ex) 기본 타입 변수, 배열, 객체, 그리고 std::vector를 브레이스 초기화를 사용하여 초기화 한다.

#include <iostream>
#include <vector>

class Person {
public:
    std::string name;
    int age;
};

int main() {
    // 기본 타입 초기화
    int a{5};
    double b{3.14};
    
    // 배열 초기화
    int arr[]{1, 2, 3, 4, 5};
    
    // 객체 초기화
    Person p{"John", 30};
    
    // std::vector 초기화
    std::vector<int> vec{1, 2, 3, 4, 5};
    
    // 출력
    std::cout << "a: " << a << std::endl;
    std::cout << "b: " << b << std::endl;
    std::cout << "Person: " << p.name << ", " << p.age << std::endl;
    std::cout << "Vector elements: ";
    for (int num : vec) {
        std::cout << num << " ";
    }
    std::cout << std::endl;

    return 0;
}