[Swift] 공식 문서 정리 (19) - Type Casting (타입캐스팅) (다운캐스팅, as, is)

안녕하세요, 지치지 않고 돌아온 공식문서 정리 포스팅입니다. 요즘 애플 디벨로퍼 아카데미도 붙었다, 스터디도 한다, 하면서 개인공부를 조금 소홀히 하고 있는데, 정말 반성하는 의미로다가 오늘은 좀 공부도 아침 일찍 시작해봤어요... 갓생 살아보자아ㅏ아... 

갓생산다고는 하는데, 언제나 만족스러운 갓생을 살아본적은 아직 없는 것같아요. 언제쯤, 제 기대치에 만족할만한 공부의 양을 채우고 하루를 정말 알차게 살 수 잇을까요? 흠흠흠... 노력해봅시다 모두 화이팅 그럼 공식문서 정리 시작!

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Type Casting — The Swift Programming Language (Swift 5.6)

 

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Type Casting

• 타입캐스팅은 인스턴스의 타입을 확인하거나 클래스의 인스턴스를 해당 클래스 계층 구조의 슈퍼 클래스나 서브클래스로 취급하는 방법이다.
• Swift의 타입캐스팅은 is, as 연산자로 구현된다.
• 타입을 확인하거나 다른 타입으로 캐스트 하는 것을 간단한 표현으로 제공한다.
• 타입캐스팅을 사용하여 프로토콜을 준수하는지 확인 할 수도 있다.

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타입캐스팅을 위한 클래스 계층 구조 선언

클래스와 서브 클래스의 계층구조와 함께 타입 캐스팅을 사용하여 특정 클래스의 인스턴스 타입을 확인하고 해당 인스턴스를 동일한 계층 내의 다른 클래스로 캐스팅할 수 있다.

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

 

MediaItem 이라는 기본 클래스를 정의했다. 이 클래스는 디지털 미디어 라이브러리에는 어떤 종류의 항목에든 기초 기능을 제공한다. name 속성과 init name 생성자를 선언한다.

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)
  }
}

MediaItem 을 서브클래싱 하여 두 개의 다른 서브클래스를 만들었다.

첫번째 하위 클래스인 Moive는 영화 및 필름에 대한 추가 정보를 갖고있다. 이는 MediaItem 이라는 기초 클래스 위에 director 속성과 해당 생성자를 추가로 갖고 있다.

두번째 하위 클래스인 Song 은 기본 클래스 MediaItem 위에 artist 속성과 생성자를 추가한다.

let library = [
  Movie(name: "Casablanca", director: "Michael Curtiz"),
  Song(name: "Blue Suede Shoes", director: "Elvis Presley"),
  Movie(name: "Citizen Kane", director: "Orson Welles"),
  Song(name: "The One And Only", artist: "Chesney Hawkes"),
  Song(name: "Never Gonna Give You Up", artist: "Rick Astley"),  
]
// "library" 의 타입은 [MediaItem] 이라고 추론함

위 세개의 class를 활용하여 library 라는 상수 배열을 생성했다. library 배열의 타입은 이를 초기화하는 배열 글자 값의 내용으로 추론한다. 스위프트는 Moive와 Song의 공통 상위 클래스가 MediaItem 임을 이끌어낼 수 있으므로, library 배열은 Array<MediaItem> 타입 이라고 추론하게 된다. (타입캐스팅)

하지만, library에 저장한 항목의 이면은 여전히 Movie, Song 인스턴스인데, 이 배열으 순회하게 되면 반환되는 타입은 MediaItem 타입이지 Moive 나 Song이 아니다. 본래 자신의 타입으로 작업하기 위해서는, 타입을 검사하거나 (check), 다른타입으로 downcast하여 이용해야 한다.

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타입 검사 (Check)

is 연산자를 이용해 특정 인스턴스의 타입을 확인 할 수 있다. 타입 검사 연산자는 인스턴스가 그 하위 클래스이면 true를 반환하고, 아니면 false를 반환한다.

아래 코드는 library 배열을 순회하고 아이템이 특정 타입일 때 마다 그 숫자를 증가하는 코드이다.

var movieCount = 0
var songCount = 0

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

print("Media library contains \\(movieCount) movies and \\(songCount) songs")
// "Media library contains 2 movies and 3 songs" 를 인쇄함

위 코드에서 for-in 구문에서 library 라는 배열의 모든 항목에 접근한다. 하지만 library는 Array<MediaItem> 타입이기 때문에 MediaItem 타입이 반환되게 되는데, 이때 is 연산자를 사용하여 해당 항목이 MediaItem의 서브클래스인 Movie, Song 클래스인지 확인할 수 있다.

 

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다운캐스팅 (Downcasting)

특정 클래스 타입의 상수와 변수는 서브클래스의 인스턴스를 참조할 수 있다. 만약 이러한 경우가 만족한다고 생각하는 경우 as?, as! 를 사용하여 서브클래스 타입으로 다운캐스트 할 수 있다.

• as?
  • 다운캐스트 하려는 타입의 옵셔널 값을 반환
  • 캐스팅에 실패하면 nil 값을 반환 (다운캐스트의 성공 여부가 불확실할 때 사용하면 좋음)
• as!
  • 다운캐스트를 시도하고 반환된 옵셔널 값을 강제 언래핑
  • 다운캐스트가 확실하게 성공할 것이라고 생각될 경우에만 사용
  • 다운캐스트에 실패하게되면 런타임 에러 발생 (프로그램 중단될 수 있음)

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), by \\(song.artist)")
  }
}

// Movie: Casablanca, dir. Michael Curtiz
// Song: Blue Suede Shoes, by Elvis Presley
// Movie: Citizen Kane, dir. Orson Welles
// Song: The One And Only, by Chesney Hawkes
// Song: Never Gonna Give You Up, by Rick Astley

위 예제는 library의 각 MediaItem을 반복하여 각 항목에 적절한 설명을 인쇄하도록 하는 코드이다. 이렇게 하려면 각각의 항목을 MediaItem 뿐만 아니라 Movie 나 Song 으로써 접근할 필요가 있다. 설명에서 사용할 Moive나 Song의 director나 artist 속성에 접근할 수 있으려면 이게 필요하기 때문이다.

이 예제에서는 각 항목이 Movie 이거나 Song 이다. 각 항목이 뭔지 미리 앞서서 알수는 없으므로, as?를 활용하는게 좋다.

만약 위 코드에서 item에 Movie클래스 타입을 포함하는 타입이 있다면, movie 상수에 Movie 클래스 타입이 할당된다. 이것이 바로 다운캐스팅이다. 캐스팅은 실제로 인스턴스를 수정하거나 값을 변경하지는 않는다. 인스턴스는 동일하게 유지되지만, 캐스트 된 타입의 인스턴스로 처리된다.

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Any, AnyObject의 타입 캐스팅

Swift에서는 두 가지 특별한 타입을 제공한다.

• Any : 함수 타입을 포함해 모든 타입을 나타낸다.
• AnyObject : 클래스 타입의 인스턴스만 나타낸다.

이러한 기능을 제공하지만, Any, AnyObject 를 사용하는 것보다는 실제 작업에 사용될 타입을 구체적으로 지정하는 것이 가장 좋다.

var things: [Any] = []

things.append(0)
things.append(0.0)
things.append(42)
things.append(3.14159)
things.append("hello")
things.append((3.0, 5.0))
things.append(Movie(name: "Ghostbusters", director: "Ivan Reitman"))
things.append({ (name: String) -> String in "Hello, \\(name)" })

Any 를 사용하여 서로다른 타입이 섞인 배열 things를 생성했다.

things의 타입은 Array<Any> 이기 때문에 이러한 경우 모든 항목에 대하여 특정 타입을 찾고 싶다면 switch 문 case 절에서 as나 is 를 사용하여 확인할 수 있다.

for thing in things {
  switch thing {
  case 0 as Int:
    print("zero as an Int")
  case 0 as Double:
    print("zero as a Double")
  case let someInt as Int:
    print("and integer value of \\(someInt)")
  case let someDouble as Double where someDouble > 0:
    print("a positive double value of \\(someDouble)")
  case is Double:
    print("some other double value that I don't want to print")
  case let someString as String:
    print("a string value of \\(someString)")
  case let (x, y) as (Double, Double):
    print("an (x, y) point at \\(x), \\(y)")
  case let movie as Movie:
    print("a movie called \\(movie.name), dir. \\(movie.director)")
  case let stringConverter as (String) -> String:
    print(stringConverter("Michael"))
  default:
    print("something else")
  }
}

// zero as an Int
// zero as a Double
// an integer value of 42
// a positive double value of 3.14159
// a string value of "hello"
// an (x, y) point at 3.0, 5.0
// a movie called Ghostbusters, dir. Ivan Reitman
// Hello, Michael

위 코드처럼 things 의 모든 항목에 접근할 때마다 switch 문으로 타입 캐스트를 진행하여 성공한 케이스의 코드를 실행하게 된다.

let optionalNumber: Int? = 3
things.append(optionalNumber)        // Warning
things.append(optionalNumber as Any) // No warning

Any타입은 옵셔널 타입을 포함한 모든 타입의 값을 나타낸다. Swift는 Any 타입의 값으로 특정 타입의 옵셔널 값을 사용하려는 경우에 경고를 준다. 위 코드처럼 Int? 형을 Any 타입으로 사용하면 오류를 발생시킨다는 것이다. 이렇게 옵셔널 값을 Any로 사용해야하는 경우 as 연산자를 사용하여 특정 타입의 옵셔널 값을 Any로 캐스팅해서 사용할 수 있다.