CPP_Casting

어떠한 변수의 타입을 다른 타입으로 변경하는 것을 casting이라고 한다. 일반적으로 a = (float)b 처럼 c-style로 캐스팅하는 경우가 많은데, 실제로 cpp 프로그래밍에서는 명시적 캐스팅이 존재하며, 이를 사용하는 것이 여러가지로 좋다.

Casting 종류

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const_cast

char* p = const_cast<char*>("hello");  

• const/volatile 한정자만 제거/부여한다.
• 원래 읽기 전용 메모리(문자열 리터럴 등)를 수정하면 Undefined Behaviour.
• 보통 “API가 const를 안 받는다” 같은 레거시 호환용으로 사용.

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static_cast

int i = static_cast<int>(3.14);  // 3

• compile_time에 검사 가능한 명시적 변환(수치형 변환, 안전한 업캐스트 등).
• runtime 타입 검사는 없음 → 잘못된 다운캐스트에 쓰면 Undefined Behaviour 가능.

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dynamic_cast

Derived* pd = dynamic_cast<Derived*>(basePtr);  // 실패 시 nullptr

• runtime에서 타입 안정성이 필요한 다형(virtual) 계층에서 사용.
• 실패 시 포인터는 nullptr(참조는 std::bad_cast 에러 throw).
• 형제 타입이나, 복잡한 상속의 정확한 포인터 보정도 처리.
• 전제: 기반 타입이 polymorphic(가상 함수 보유) 이어야 함.

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reinterpret_cast

std::uintptr_t addr = reinterpret_cast<std::uintptr_t>(ptr);

• 비트나 주소단위로 재해석하여 변수를 대입한다.
• 시스템/플랫폼 의존, 타입 안전성 없음.
• 정말 저수준(메모리 맵, 장치 I/O, 직렬화 트릭 등)에서만 신중히 사용.
  

번외 : C-Style Casting의 전개 과정

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c++로 넘어오면서 여러가지 캐스팅 구문이 생겨났으나, 여전히 C-style casting을 사용할 수 있으며, 또한 간편하여 자주 사용되곤 한다.

int a = 10;
 
float b = (float)a;

그렇다면 이 캐스팅은 내부적으로 c++의 어떤 캐스팅과 대응된다고 볼 수 있을까?

casting process

C-style cast는 어느 하나의 캐스팅을 하는 것이 아닌, 아래 세 cast를 전부 순서대로 시도한다:

1. const_cast

• 우선 const가 달려있을 경우, const 키워드를 벗겨낼 수 있는지 시도함

2. static_cast

• 두 타입 사이의 정적 변환
  • 이때 dynamic_cast가 아니기 때문에 static_cast를 강제로 실행하려 할 때의 문제점을 그대로 가짐

3. reinterpret_cast

• 메모리 해석 변경등의 저수준 변환 시도

static_cast 같은 다운캐스팅에서 Undefined Behaviour 가 발생할 수도 있고, 코드상에서 그 목적이 제대로 드러나지 않기에 (reinterpret 인지, const_cast 인지 등 . . ) 명시적 캐스트 쓰는것이 좋음