[Swift] 에러와 함께 살펴보는 타입캐스팅(is, as) - Cannot convert value of type 'Any' to expected argument type 'Int'

오늘 코딩테스트 문제를 풀면서 발견한 에러사항에 대해서 포스팅하려고한다. 발견한 문제는 바로 이것.

⚠️ 에러 사항

Cannot convert value of type 'Any' to expected argument type 'Int'.

Any를 Int 로 변환할 수 없다?? 그니까 이 에러는 대부분 type 이 다를 때 발생하는 에러로 알고 있는데, 지금 위 코드에서 next로 지정된 값이 Int 가 아니라 Any 타입 이라는 뜻인 것 같다.

근데 graph 안에 들어가있는 모든 요소는 Int 인데, 왜 이런 에러가 발생할까?

바로바로! 아래처럼, 초반에 내가 2차원 배열인 graph를 정의할 때, array안에 [] 빈배열을 타입 지정 없이 넣어주었기 때문에 Any로 타입이 설정 된 것이다.

var graph = Array(repeating: [], count: nm[0]+1)

그래서 해당 graph 안에서 next를 불러올때는 아래 사진처럼  Int로 불러와 지지만, 

graph 내부의 array 그 자체는 any타입을 담는 array 이기 때문인 것으로 추정된다.

 

따라서 해당 에러를 "타입캐스팅"이라는 개념을 사용해서 고쳐주어야 한다. (혹은 2차원 배열을 만들 때, [[Int]] 형태로 만들어주어도 에러는 해결된다.)

이렇게!! 이제 타입캐스팅에 대한 개념을 조금 짚고 넘어가보자.

 

---

🤔 타입캐스팅의 표현식 (as)

타입캐스팅에는 네가지 표현식이 존재한다.

a is Int
a as Int
a as? Int
a as! Int

이렇게 is, as, as?, as! 세가지가 존재한다.

a가 변환할 Int와 호환된다면, 변환할 Int로 캐스팅된 인스턴스를 리턴한다. 간단하게 설명해보자면, 

is : 런타임 시점에서 타입을 체크하는 연산자로 반환값은 Bool 형태이다.
as : 컴파일 단계에서 캐스팅이 실행된다. 특정 type으로 캐스팅이 성공할 때만 사용 가능하다.
as? : 런타임에서 캐스팅하여 특정 type 의 옵셔널 값을 리턴한다. 성공하면 옵셔널 값을 반환하고, 실패하면 nil 을 반환한다.
as! : 런타임에서 특정 type으로 강제 캐스팅한다. 캐스팅에 실패할 경우, 런타임 에러가 발생할 수 있다.

지금 내가 위 문제에서 사용한 타입캐스팅은, 그냥 강제로 Int 타입으로 바꾸어줬다고 생각하면 편하다.
하지만 타입캐스팅은 주로, class 와 함께 사용된다.

 

🤔 타입캐스팅이란?

인스턴스의 타입을 확인하거나 해당 인스턴스를 슈퍼클래스나, 하위 클래스로 취급하는 방법이다. (무슨말인가..)
말 그대로 타입을 뭐 변환해주고,, 그런 타입과 관련된 기능을 하는 것 같다.

 

👉 타입을 확인하는 연산자, is

표현식 is type

타입을 확인(체크)해주는 연산자로, 런타임 시점에서 확인이 이루어진다. 표현식과 확인하려고하는 type이 같을 경우, True를 반환하고 그렇지 않을 경우 false 를 반환한다. (아래 노란에러는 무시하고 오른쪽 결과값을 보면 됨)

 

혹은 표현식이 type의 서브클래스인 경우도 true를 반환한다.  도대체 이게 무슨말이냐.

위 예제에서 Human이라는 클래스를 Teacher라는 클래스가 상속받고 있다.
이때 teacher라는 인스턴스는 Teacher 클래스로부터 생성되었는데, Human타입도 만족하는 것을 볼 수 있다.

 

👉 타입 캐스팅 : as

표현식 as 변환할타입
표현식 as? 변환할타입
표현식 as! 변환할타입

• 표현식이 변환할타입과 호환된다면, 변환할 타입으로 캐스팅된 인스턴스를 리턴한다.
• 상속관계인 업캐스팅과 다운캐스팅에서 사용한다.
• Any와 AnyObject타입을 사용할 경우, 상속 관계가 아니더라도 예외적으로 사용할 수 있다. -- 내가 바로 이 예외적인 경우를 활용해서 에러를 해결한 것이다

일단, any타입을 as로 타입을 캐스팅할 수 있다는 것은, 위에서 에러를 해결해보면서 알았으니까, 두번째로 쓰여있는 "업캐스팅"과 "다운캐스팅"에 대해 알아보자.

 

👉 업 캐스팅 (Upcasting)

서브클래스 인스턴스를 슈퍼클래스 타입으로 참조한다. 그리고 업캐스팅은 항상 성공한다. (상속관계니까!)
아래 코드를 보자. 아래 코드는 에러 없이 무사히 실행되었다.

people 인스턴스를 생성했을 때, 우리는 그 안에 Human 타입을 넣었다. 근데 그 안에 Teacher 과 Student 타입이 들어갔는데도 에러가 발생하지 않았다. 이게 바로 업캐스팅! Teacher 과 Student의 슈퍼클래스가 Human 이기 때문에, Human 클래스로 업캐스팅 된것이다.

 

상속관계를 이용한 업캐스팅을 한번 해보자.

Human이라는 클래스에 name이 존재하고, Teacher, Student 클래스는 Human을 상속받는다. 그리고 human이라는 인스턴스를 생성했고, 해당 인스턴스는 Teacher 타입으로 생성되었지만 as Human 이라고 작성해서 업캐스팅해주었다.

그렇게 하고 human.name 이라고 출력해보면, Human이라고 업캐스팅 되었기 때문에 부모클래스 Human의 name에 정상적으로 접근이 가능하지만, 서브클래스인 Teacher 의 멤버인 subject에는 접근할 수 없다. 즉, 이렇게 업캐스팅하게 되면, Human에만 접근 가능하도록 한정되는 것이다. 그래서 subject에 접근하면 에러가 나는 것이다..

이런식으로 as 를 상속관계에서 사용할 수 있다.

 

👉 다운 캐스팅 (Downcasting)

다운캐스팅은, 업캐스팅된 인스턴스를 다시 원래 서브클래스 타입으로 참조할때 사용한다. 다운캐스팅은 실패할 수도 있기 때문에, as?나 as!를 사용한다.

이 코드에서, human은 업캐스팅을 통해 Human 이라는 클래스에 접근이 가능하게 되었다. 하지만 이때 Teacher라는 서브클래스에 다시 접근하고싶다면? 다운캐스팅을 사용한다.

 

Human 타입으로 업캐스팅된 human 인스턴스를 다시 하위 클래스인 Teacher타입으로 변환해서 넣어준 코드이다. 이게 바로 다운캐스팅!

이렇게 하게 되면, 아래 코드 처럼 teacher 변수는 서브클래스인 Teacher의 멤버인 subject에도 접근이 가능하다.

정상적으로 접근하여, math가 출력되는 것을 볼 수 있다.

여기서 as? 와 as!의 차이점은, 옵셔널값으로 반환하느냐, 강제로 그냥 다운캐스팅을 시키느냐의 차이이다. 앞에서 설명했듯, 아래와 같은 개념으로 이해하면 된다.

as? : 런타임에서 캐스팅하여 특정 type 의 옵셔널 값을 리턴한다. 성공하면 옵셔널 값을 반환하고, 실패하면 nil 을 반환한다.
as! : 런타임에서 특정 type으로 강제 캐스팅한다. 캐스팅에 실패할 경우, 런타임 에러가 발생할 수 있다.

 

 

과연 이게 앱개발을 할때 현업에서 어떻게 사용될까? 궁금하다,,, 아직 사용해본적이 Any 타입을 변환할때 밖에 없다 ㅠ