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Type Casting 다시 공부해보기!

05 Aug 2021 | iOS

개인공부 후 자료를 남기기 위한 목적임으로 내용 상에 오류가 있을 수 있습니다.

타입캐스팅이란?

타입 캐스팅은 인스턴스의 타입을 확인하거나, 해당 인스턴스를 슈퍼클래스나 하위 클래스로 취급하는 방법이다.
swift에서 타입캐스팅은 is, as 연산자로 구현하며, 타입캐스팅을 사용해 타입이 프로토콜에 적합한지의 여부도 알 수 있다.

is

타입을 체크하는 연산자.

런타입 시점에 실제 체크가 이루어지며 표현식이 타입과 동일하거나 타입의 서브클래스인 경우 true
이 외의 경우 false 값을 반환한다. 즉 is 연산자는 타입을 체크하는 연산자로 반환값은 bool 형이다.

let name: String = "zehye"

name is String  // true
name is Int   // false

즉 내가 원하는 타입인지 확인할 때 사용할 수 있으며 동일한 타입인지 확인하기 위해서도 사용이 가능하다.
그런데 더 나아가 표현식이 타입의 서브클래스인 경우에도 is 연산자를 통해 확인이 가능하다.

class Person {

}

class Teacher: Person {

}


let teacher: Teacher = .init()
teacher is Teacher  // true
teacher is Person   // true

이렇게 Person클래스를 상속받고 있는 Teacher클래스에서 생성된 teacher 인스턴스 또한
Person클래스의 서브클래스이기 때문에 Person으로 타입 체크를 해도 true를 반환한다.

as

업캐스팅 (Upcasting)

서브클래스 인스턴스를 슈퍼클래스의 타입으로 참조한다.
업 캐스팅은 항상 성공한다.
as 연산자를 사용해서 할수도 있다.

무슨말인가? 아래 예시를 살펴보자.

class Person {
  let name: String
  init(name: String) {
    self.name = name
  }
}

class Teacher: Person {

}

class Student: Person {

}

let people: [Person] = [
  Teacher.init(name: "박선생")
  Teacher.init(name: "김선생")
  Student.init(name: "이제자")
]

swift는 타입에 민감한 언어이기 때문에 위 예시처럼 people이라는 배열안에는 person이라는 타입의 인스턴스만 들어갈 수 있다.

그런데 Teacher, Student 타입의 인스턴스가 어떻게 들어가게 된걸까?
이게 가능한 이유는 바로 업캐스팅 때문이다.

Teacher와 Student라는 클래스는 분명 명백히 서로 다른 타입의 클래스이다.
이 둘의 유일한 공통점은 Person이라는 부모 클래스를 상속받고 있다는 것이다.

즉, 둘의 부모 클래스가 Person으로 동일하기 때문에 이 둘을 Person이란 클래스로 업캐스팅해서 묶어버린것을 의미한다.

아래 예시를 보자.

class Person {
  let name: String = "zehye"
}

class Teacher: Person {
  let subject: String = "English"
}

class Student: Person {
  let grade: Int = 1
}

요런 코드들이 있다고 할때

let human = Teacher.init() as Person

이 코드의 의미가 뭘까? 그건 바로
Teacher 타입의 인스턴스를 생성하지만, 이를 Person 타입으로 업캐스팅해서 human에 저장하겠다 라는 의미이다.

실제 human의 타입은 업캐스팅 된 Person의 타입이다.
즉, human이 Teacher란 서브클래스(Person이라는 슈퍼클래스 타입으로 참조하는) 업캐스팅을 한것으로
human의 접근범위가 Person 멤버로 한정된다.

human.name  // zehye
human.subject  // Value of type "Person" has no member 'subject'

즉, Person 클래스 멤버인 name에는 접근 가능하지만 Teacher 멤버인 subject에는 접근이 불가능하다.
따라서 이렇게 서브클래스의 인스턴스를 슈퍼 클래스의 타입으로 참조하는 것 을 업캐스팅이라고 한다.

업캐스팅은 항상 성공하기 때문에
(상속 관계에서 슈퍼 클래스의 멤버는 서브 클래스가 당연히 포함하기 때문에)
as를 사용해도 되고 직접 타입을 명시해서 사용해도 된다.

as : 컴파일 시점에 타입 캐스팅(업캐스팅)을 하며 실패할 경우 에러가 발생한다.

다운캐스팅(DownCasting)

슈퍼클래스 인스턴스를 서브 클래스 타입으로 참조한다.
업 캐스팅된 인스턴스를 다시 원래 서브 클래스 타입으로 참조할 때 사용한다.
다운 캐스팅은 실패할 수 있기때문에 as?, as! 연산자를 이용한다.

업캐스팅은 서브클래스의 인스턴스를 슈퍼클래스의 타입으로 참조하는것이었다면, 다운 캐스팅은 그 반대로 슈퍼클래스의 인스턴스를 서브 클래스의 타입으로 참조하는것을 의미한다. 그리고 이때 사용하는것이 타입캐스팅인 as? 흑은 as! 라는 연산자이다.

var teacher: Teacher = human as! Teacher

이렇게 as연산자 다음에 ? 혹은 !를 사용함으로써 Person타입으로 업캐스팅된 human 변수를 다시 하위 클래스인 Teacher 타입으로 변환해서 넣어주는것이 바로 다운캐스팅이다. 슈퍼클래스인 Person 타입의 인스턴스를 서브클래스인 Teacher 타입의 인스턴스로 참조한 것 !

따라서 아래와 같이 접근이 가능해진다.

teacher.subject  // English

그런데 문제는 다운캐스팅은 실패할 수가 있다.
그렇기 때문에 실패할 가능성이 있는 다운캐스팅은 업캐스팅과는 달리 as에 옵셔널이 붙은 것이다.

as?

런타임 시점에 다운캐스팅을 하며, 실패할 경우 nil을 반환한다.
컴파일 시점에는 성공/실패 여부를 알 수 없기 때문에 옵셔널 타입으로 선언을 해야한다.

as!

런타임 시점에 다운캐스팅을 하며, 실패할 경우 에러를 발생시킨다.
따라서 가급적 as?를 사용하는 것이 안전한 방법이다.

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