실행 가능한 C++ 문서: 형 변환

Q: C++에서 static_cast와 C 스타일 캐스트의 차이는 무엇인가요?

(int)x 같은 C 스타일 캐스트는 모든 변환을 차례로 시도합니다 — 알게 모르게 위험한 reinterpretcast가 되거나 const를 떼어낼 수 있습니다. staticcast (x)는 컴파일러가 검증할 수 있는 연관된 변환만 수행하므로, 컴파일러가 말이 안 되는 변환을 거부합니다. 현대 C++에서는 항상 C 스타일 캐스트보다 static_cast를 택하세요. 더 안전하고 grep으로 찾기도 훨씬 쉽습니다.

Q: C++에서 int를 double로 어떻게 변환하나요?

staticcast (x)를 사용하세요. 이는 나눗셈에서 가장 중요합니다. 5 / 2는 정수 나눗셈이라 2가 나오지만, staticcast (5) / 2는 2.5가 나옵니다. 나눗셈이 일어나기 전에 피연산자 하나를 변환하세요. 결과를 변환하는 static_cast (5 / 2)는 너무 늦어서 여전히 2.0이 됩니다.

형 변환이란

형 변환이란 값을 한 형에서 다른 형으로 바꾸는 것을 뜻합니다 — double을 int로, char를 그 숫자 코드로, 또는 기반 클래스 포인터를 파생 클래스 포인터로 바꾸는 것이죠. C++는 이런 변환 중 일부를 자동으로 해주지만, 조용히 처리하는 변환이야말로 버그가 숨는 자리입니다.

종류는 두 가지입니다. 저절로 일어나는 암시적 변환과, 직접 적어 넣는 명시적 캐스트입니다. 그 증상 하나는 연산자에서 이미 만났습니다 — 정수 나눗셈이죠. 캐스트는 그것을 직접 제어하는 방법입니다.

암시적 변환

표현식에서 숫자 형들을 섞으면, C++는 양쪽이 맞도록 "더 작은" 형을 "더 큰" 형으로 승격합니다. 보통은 원하는 대로 동작합니다.

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int apples = 3;
    double price = 1.5;

    double total = apples * price;   // int -> double 자동으로
    cout << total << endl;           // 4.5

    char c = 'A';
    int code = c;                    // char -> int (ASCII 코드)
    cout << code << endl;            // 65
    return 0;
}

문제는 변환이 반대 방향으로 갈 때 시작됩니다 — 더 넓은 형에서 더 좁은 형으로 갈 때죠. 그것이 축소 변환이며, 조용히 데이터를 잃을 수 있습니다.

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    double pi = 3.99;
    int rounded = pi;        // 축소: 소수부가 버려진다. 반올림이 아니다
    cout << rounded << endl; // 3

    int big = 300;
    char small = big;        // 300은 char에 들어가지 않는다
    cout << static_cast<int>(small) << endl; // 44 (둘러싸였다!)
    return 0;
}

float에서 int로의 변환은 0 방향으로 잘립니다 — 반올림하지 않으므로 3.99는 3이 됩니다. 그리고 300을 char에 욱여넣으면 오버플로가 납니다. 많은 컴파일러가 여기서 경고하지만, 일부는 그렇지 않습니다. 정말로 축소할 의도라면, 다음에 읽는 사람이 의도적이었음을 알 수 있도록 캐스트로 명시하세요.

정수 나눗셈 함정 고치기

캐스트를 하는 가장 흔한 이유는 나눗셈입니다. 두 피연산자가 모두 정수일 때, /는 정수 나눗셈을 하고 나머지를 버립니다.

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    int got = 7;
    int total = 10;

    double wrong = got / total;                       // 0  (먼저 정수 나눗셈!)
    double right = static_cast<double>(got) / total;  // 0.7

    cout << wrong << endl;
    cout << right << endl;
    return 0;
}

해결책은 나눗셈 전에 피연산자 하나에 static_cast<double>을 적용하는 것입니다. 자주 하는 실수가 static_cast<double>(got / total)인데, 이는 너무 늦습니다. 캐스트가 실행될 때면 got / total은 이미 0이므로 0.0이 나오기 때문입니다. 결과가 아니라 피연산자를 변환하세요.

static_cast: 기본 캐스트

C++는 네 가지 이름 있는 캐스트를 제공합니다. 95%의 경우에 쓰게 될 것은 static_cast<T>(value)로, 연관된 형들 사이의 잘 정의된 변환을 수행합니다 — 숫자 변환, enum에서 int로, void*에서 형이 있는 포인터로의 복귀, 그리고 형을 이미 알고 있을 때 클래스 계층을 위아래로 오가는 변환입니다.

#include <iostream>
using namespace std;

int main() {
    double balance = 19.95;
    int dollars = static_cast<int>(balance);   // 19, 소수부 버림

    int letter = 100;
    char ch = static_cast<char>(letter);       // 'd'

    cout << dollars << endl;   // 19
    cout << ch << endl;        // d
    return 0;
}

오래된 C 스타일 캐스트 (int)balance보다 static_cast를 택하세요. C 스타일 캐스트는 코드가 컴파일되게 하려고 어떤 변환이든 시도합니다 — 아래의 위험한 것들까지 포함해서요 — 그래서 조용히 const를 떼어내거나 원시 바이트를 재해석할 수 있습니다. static_cast는 컴파일러가 실제로 정당화할 수 있는 변환만 허용하며, 장황한 static_cast<...>는 코드 리뷰에서 찾기가 매우 쉽습니다.

// 피하기 - C 스타일 캐스트, 안전망 없음:
int dollars = (int) balance;

// 권장 - 명시적, 검증됨, 검색하기 쉬움:
int dollars = static_cast<int>(balance);

나머지 세 캐스트 (아껴 쓰기)

나머지 캐스트들은 특정하고 좁은 용도를 위해 존재합니다. static_cast로 정말 할 수 없을 때만 손을 뻗으세요.

**const_cast**는 const를 제거(또는 추가)합니다. 유일하게 정당한 용도는 매개변수에 const 표시를 깜빡한 C 스타일 API를 호출하는 것입니다. 원래 const로 선언된 객체를 const_cast를 통해 수정하는 것은 미정의 동작입니다.

void legacyApi(char* msg);   // 오래된 API, const를 받지 않음

const char* text = "hello";
legacyApi(const_cast<char*>(text));   // legacyApi가 거기에 쓰지 않을 때만 안전

**reinterpret_cast**는 원시 비트 패턴을 재해석합니다 — 예를 들어 포인터를 정수 주소로요. 어떤 변환도 하지 않으며 극도로 안전하지 않습니다. 거의 언제나 설계를 다시 생각해야 한다는 신호입니다.

**dynamic_cast**는 객체의 실제 형을 사용하여, 기반 클래스 포인터나 참조를 실행 시점에 안전하게 파생 형으로 변환합니다. 다형적 기반(적어도 하나의 virtual 함수를 가진 클래스)이 필요하며, 캐스트가 적용되지 않으면 nullptr을 반환합니다.

#include <iostream>
using namespace std;

struct Animal { virtual ~Animal() = default; };
struct Dog : Animal { void bark() { cout << "Woof!" << endl; } };

int main() {
    Animal* a = new Dog();

    if (Dog* d = dynamic_cast<Dog*>(a)) {  // 성공: a는 정말로 Dog
        d->bark();
    } else {
        cout << "not a Dog" << endl;
    }

    delete a;
    return 0;
}

만약 a가 다른 Animal을 가리켰다면, dynamic_cast<Dog*>는 nullptr을 반환하고 else 분기가 실행됩니다 — 바로 이것이 계층을 따라 내려갈 때 무턱대고 static_cast를 쓰는 것보다 안전한 이유입니다.

피해야 할 흔한 실수

피연산자가 아니라 결과를 변환하기. static_cast<double>(a / b)는 먼저 소수부를 버립니다. a나 b를 변환하세요.
float에서 int로 반올림된다고 가정하기. 잘립니다. static_cast<int>(2.99)는 2입니다. 반올림하려면 std::round, std::lround 등을 쓰세요.
C 스타일 캐스트에 손대기. 어떤 변환이 일어나는지 감춥니다. static_cast를 쓰면 변환이 안전하지 않을 때 조용한 놀람 대신 컴파일 오류를 얻게 됩니다.
너무 작은 형으로 축소하기. 300을 char로, 거대한 long을 int로 변환하면 둘러싸이거나 오버플로가 납니다. 범위에 충분히 넓은 대상 형을 고르세요.

다음: If-Else

이제 값을 깔끔하게 변환하고 비교할 수 있으니, 다음 단계는 그것으로 결정을 내리는 것입니다. if-else 문은 조건이 true인지에 따라 다른 코드를 실행합니다 — 모든 분기 프로그램의 토대입니다.

자주 묻는 질문

C++에서 static_cast와 C 스타일 캐스트의 차이는 무엇인가요?

(int)x 같은 C 스타일 캐스트는 모든 변환을 차례로 시도합니다 — 알게 모르게 위험한 reinterpret_cast가 되거나 const를 떼어낼 수 있습니다. static_cast<int>(x)는 컴파일러가 검증할 수 있는 연관된 변환만 수행하므로, 컴파일러가 말이 안 되는 변환을 거부합니다. 현대 C++에서는 항상 C 스타일 캐스트보다 static_cast를 택하세요. 더 안전하고 grep으로 찾기도 훨씬 쉽습니다.

C++에서 int를 double로 어떻게 변환하나요?

static_cast<double>(x)를 사용하세요. 이는 나눗셈에서 가장 중요합니다. 5 / 2는 정수 나눗셈이라 2가 나오지만, static_cast<double>(5) / 2는 2.5가 나옵니다. 나눗셈이 일어나기 전에 피연산자 하나를 변환하세요. 결과를 변환하는 static_cast<double>(5 / 2)는 너무 늦어서 여전히 2.0이 됩니다.

C++에서 큰 값을 더 작은 형으로 변환하면 왜 잘못된 숫자가 나오나요?

값을 담을 수 없는 형으로 변환하는 것은 축소 변환입니다. float에서 int로 변환하면 소수부가 잘리고(static_cast<int>(3.99)는 3), 범위를 벗어난 정수는 둘러싸이거나(부호 없음) 구현 정의 동작이 됩니다(부호 있음). 컴파일러는 보통 막아주지 않으므로, 의도적으로 변환하고 대상 형이 충분히 넓은지 확인하세요.