[Swift] 타입 캐스팅 (Type casting)

안녕하세요, 감자입니다! 오늘은 타입캐스팅에 대해서 배워보도록 할게요! 맥북이 도착해서 얼른 개발해보고 싶은 마음에 문법 속성강의만 듣고 요즘 공식문서 정리는 뜸하네요 ㅠㅠ 얼른 정리해야할텐데.. 역시 기록하고 필기?하면서 공부하는건 조금 더 오래걸리는것같아요! 하지만 머리에는 더 많이 남으니,,,, 좀만 참고 열심히 공부해보도록 할게요 ㅎㅎ 그럼 start!

타입 캐스팅(Type Casting)이란?

인스턴스의 타입을 화인하거나 어떠한 클래스의 인스턴스를 해당 클래스 계층 구조의 슈퍼클래스나 서브클래스로 취급하는 방법이다. swift에서는 is와 as라는 연산자로 구현할 수 있는데, 이 두 연산자는 값의 타입을 확인하거나 변환하는데 사용된다.

타입캐스팅을 이해하고 확인하기 위해 MediaItem이라는 class를 만들어보자. 그리고 MediaItem을 상속하는 Movie class와 Song class를 만들었다. 

import Foundation

class MediaItem {
    var name: String
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
}

class Movie: MediaItem {
    var director: String
    init(name: String, director: String) {
        self.director = director
        super.init(name: name)
    }
}

class Song: MediaItem {
    var artist:String
    init(name: String, artist: String) {
        self.artist = artist
        super.init(name: name)
    }
}

let library = [
    Movie(name:"기생충", director: "봉준호"),
    Song(name: "Butter", artist: "BTS"),
    Movie(name: "올드보이", director: "박찬욱"),
    Song(name: "우리집", artist: "2pm")
    ]

var movieCount = 0
var songCount = 0

 

1) Checking Type : is

 이제 위에서 만든 클래스들을 바탕으로 is연산자의 동작방식을 확인해보자. for in 구문과 if 구문을 활용하여 코드를 작성해보았다. 

for item in library {
    if item is Movie {
        movieCount += 1
    } else if item is Song {
        songCount += 1
    }
}


print("Library에 영화는 \(movieCount)개 있고, 노래는 \(songCount)개 있습니다.")

위 코드 처럼 item이 Movie일경우, +1 씩해주고 Song일 경우 songCount에 +1 씩해주는 코드를 작성했다. 이처럼 타입을 확인할때 사용할 수 있다.

 즉, is는 타입을 체크하기 위한 연산자로, 런타임 시점에서 실제 확인이 이루어진다. 표현식이  Type과 동일하거나, 표현식이 Type의 서브 클래스인 경우 true를 반환하고, 아닌 경우에는 false를 반환한다.

 

2) Type casting : as

표현식(의 타입)이 변환할 Type과 호환된다면, 변환할 Type으로 캐스팅된 인스턴스를 리턴한다. 상속 관계인 업캐스팅(Upcasting)과 다운 캐스팅(Downcasting)에서 사용한다. Any와 AnyObject 타입을 사용할 경우, 상속 관계가 아니어도 예외적으로 사용할 수 있다.. 

고 하는데 무슨말일까? 업캐스팅은 뭐고 다운캐스팅은 뭘까? 우선 두 가지의 개념을 먼저 이해해보자.

2.1) 업캐스팅 (Up casting)

서브클래스의 인스턴스를 슈퍼클래스 타입으로 참조한다. 서브클래스에서 슈퍼클래스를 참조하는 것이기 때문에 업캐스팅은 항상 성공한다. 이때 as연산자를 사용한다.

위 코드에서 보면, library를 선언할때 'Movie', 'Song' 두가지 타입에서 배열을 만들었다. 이는 그 상위 클래스인 MediaItem으로부터 만들어졌다고 볼 수 있는데 이것이 바로 업캐스팅 되었다고 볼 수 있다. Movie클래스와 Song클래스는 서로 다른 클래스이지만, 하나의 부모 클래스를 서로 공유하고 있기 때문에 하나의 배열 속에 업캐스팅하여 같이 들어올 수 있다는 것이다.

class Human {
    let name: String = "Sodeul"
}
class Teacher: Human {
    let subject: String = "English"
}
class Student: Human {
    let grade: Int = 1
}


let human = Teacher.init() as Human

이 코드를 예시로 보자. 업캐스팅은 as로 사용할 수 있다고 했는데 위 처럼 사용할 수 있다. human이라는 인스턴스는 Teacher이라는 타입을 가지지만, 이는 Human타입으로 업캐스팅한다는 뜻이다. 따라서 human의 접근 범위는 슈퍼 클래스인 Human으로 한정된다. (subject를 가지지 않는 다는 말이다.) 대충 여기까지 알아보고,,, 

2.2) 다운 캐스팅 (Down casting)

특정 클래스 타입의 상수 또는 변수는 하위 클래스의 인스터스를 참조할 수 있다. mediaItem으로 설정된 배열을 as 다운캐스팅을 사용하여 mediaItem의 서브클래스인 movie, song 인스턴스를 참조할 수 있다는 말이다. 이 경우에는 타입캐스트 연산자로 as? as! 두개로 형변환을 시도할 수 있다. 다운캐스팅을 실패할 수도 있어서 타입캐스트 연산자는 두 가지 형태로 존재한다.

바로 위에서, human을 Teacher타입의 인스턴스로 지정하지만, 업캐스팅 되었기 때문에 Human까지만 범위가 한정된다고 하였다. 그래서 human.subject에는 접근을 못한다고,,, 이를 다운캐스팅으로 해결할 수 있다.

let teacher: Teacher = human as! Teacher

이렇게 as 연산자를 사용해서, Human 타입으로 업캐스팅된 human변수를 다시 하위클래스인 Teacher타입으로 변환해서 넣어준 것이다. 이것이 바로 다운 캐스팅이고, 슈퍼클래스인 Human 타입의 인스턴스를 서브클래스인 Teacher타입의 인스턴스로 참조하는 것을 의미한다. 

근데 , 일반 as가 아니라 뒤에 왜 느낌표가 붙는것인가? 다운캐스팅에는 두 가지의 as연산자 종류가 있다. 바로 살펴보자.

 

▶ 조건부 형식인 as?

다운캐스팅하려는 인스턴스의 옵셔널 형태로 반환된다. 따라서 런타임 시점에 다운캐스팅일 시도할 때 실패할 경우에 nil을 반환할 수 있다.

▶ 강제 형식인 as!

강제로 언래핑하여 값을 반환한다. 실패할 경우에 그냥 런타임 에러를 발생시킨다. 이것은 항상 성공할 것이라고 확신이 들 때 사용하는것이 좋다. 에러가 나는 상황에서 강제 형식을 사용하게 되면 프로그램이 종료되버리는 불상사가 일어날 수도 있기 때문이다.

그럼 맨위에 mediaItem, Song, Movie클래스를 만들어놨던 코드를 통해 다운캐스팅의 사용 방법과 동작방식을 알아보자.

for item in library {
    if let movie = item as? Movie {
        print("Movie: \(movie.name), dir. \(movie.director)")
    } else if let song = item as? Song {
        print("Song: \(song.name), artist. \(song.artist)")
    }
}

 

 

이렇게 타입캐스팅에 대해서 알아보았다. 생각보다 다른 언어에서 봤던 개념과는 다른 개념이라 생소하기도하고, 어렵기도 하다. 하지만 서브클래스, 부모클래스에 대한 개념은 확실히 알고 있었기 때문에 그나마 이해하기 쉬웠던 것 같다. 그럼 다음으로는 assert와 관련된 글을 포스팅해보겠다.