업데이트 240821 정리.

static_cast

• 서로 관련이 없는 다른 객체간의 캐스팅은 불가하다.
• 상속 관계에 있을 때만 가능하다.
• 컴파일 시간에 캐스팅을 한다.
• 전적으로 책임은 유저에게 있고, 안전치 못하다.

dynamic_cast

• 상속관계에서 가능하다.
• vTable의 rtti 가 실제 객체를 가지고 있을 때만 판별이 가능하기 때문에
  반드시 가상함수가 한개라도 있어야 한다.
• 런타임 도중에 진행한다.
• rtti 객체를 통해 캐스팅을 하기 때문에 안전성이 있다.
• 하지만, static_cast 보다는 느리다.

reinterpret_cast

• 다른 포인터 타입간의 형변환을 허용한다.
• 보통 void* 타입으로 캐스팅한다.
• 강제적인 형변환이다.
• 형변환시 다른 캐스팅은 메모리값들이 달라지지만, reinterpret_cast 반환값의 메모리는 그대로다.
• 따라서 반드시 원본 타입으로의 형변환을 해서 사용해야 한다.
  reinterpret_cast 반환 내용으로 사용하면 절대 안된다. 왜냐하면 어떤 타입인지 모른다.

---

240614 아래에 xvalue가 나온다.

: 반환 받는 타입에 따라서 glvalue로 인해 그냥 참조 처럼 반응할지?
rvalue로 인해 이동 처리할지? 에 대한 예시가 있다.

값, 참조 캐스팅의 결과에 대해 240427 추가

클래스에서의 값 변환은 임시 객체를 만드는 것임
참조 타입 변환은 기존 객체의 메모리를 그대로 사용.

• 값 캐스팅은 복사가 발생하는 것을 확인할 수 있다.
  

• 참조 캐스팅은 복사 발생하지 않는다.
  

• -> 그런데 받는 객체의 타입이 value 인 경우, 참조 캐스팅이더라도
  복사가 발생한다. : 실험해봄.

xvalue -> glvalue? rvalue? 240614

• rvalue 참조의 경우, 신기한게도 b가 rvalue 인데도 move가 발생하지 않고, 그냥 참조로 받아들이고 있다.

: 읭??? 뭐냐??? 네이버 블로그 xvalue 참고.

-> 여기서는 glvalue의 특성을 가지고 있는 것이다.
: rvalue는 한번 초기화되면 , lvalue 특성을 가지게 되는데, 여기서는
lvalue 참조로 반응해서 복사, 이동 발생하지 않음.

• 여기서는 rvalue의 특성에 의해서 move 발생함.
  -> 반환 받는 타입이 value 이기 때문에 이동이 발생하는 것을 확인할 수 있다.
  

위를 통해서 rvalue 참조 반환은 xvalue 라고 하는데,
반환 받는 타입도 중요하다.

---

이전 내용.

• b를 일반 value 타입으로 변경하면, 이동이 이루어진다.
  

• 즉, move 함수의 경우도 반환받는 타입에 영향을 받는다.
  반환받는 타입이 &&참조라고 한다면, 하나의 & lvalue 참조로 인식하고,
  반환받는 타입이 value 라고 한다면, move가 이루어진다.

상속 관계에서의 캐스팅 개념.

자식에서의 부모로의 형변환은 어떤 형이든 문제 없음
: 당연한 결과 (메모리 구조에서 자식은 부모의 메모리를 포함)
but, 부모에서의 자식으로의 형변환의 경우, 값변환은 불가함.
-> 이때는 주소가 아니므로, 메모리 구조를 바라봄.
참조 변환의 경우, 클래스의 메모리 주소를 통한 대입이기 때문에 가능함.
근데 자식의 멤버 참조시 미정의 동작 발생함. 개발자가 알아서...

virtual 상속의 경우.

• c++ 특별판 p.554 / fundamental : 추후에
  : 불가함.
  

static_cast vs dynamic_cast

• c++ 특별판 p.554

  static_cast
  : 안전하지 않음. 안전성 문제는 개발자가 알아서 해.
  dynamic_cast
  : 안전함. 런타임 비용있기 때문에 느림. 타입 체크는 컴파일러가 함.
  -> 여기서의 타입체크는 가상테이블에 있다. funcda c++ 책에 있음.

void 포인터

: c++ 특별판 p.170

• 모든 포인터를 대입 가능함.
• void *를 다른 포인터에 변환 가능함.

  컴파일러는 void 포인터가 어떤 객체의 정보를 가지고 있는지 알수 없기 때문에 역참조, 증감연산 등은 불가함.
  그래서 반드시 원형 타입으로 변환해야 함.
  그냥 주소값만 알고 있을 뿐.. 내가 가리키는 메모리 주소에 있는 데이터가 몇바이트에 있는 값인지 알 수 없다...

explicit casting

: c++의 4가지 캐스팅 방법.

개념. 다운캐스팅이 가능하다는 것은 상속관계 이더라도 포인터 또는 참조 형식이어야만 함.

1. static_cast

개념. 컴파일 시간에 타입 검사하지 않고 캐스팅하는 것을 말함.

아래의 번호에 해당함.
1. 정수와 실수 사이의 형변환 : int <-> double
: 실수의 경우, 부동소수점 잘림.
2. 열거형과 정수 사이의 형변환
3. void*를 다른 타입의 포인터로.
예시 : malloc로 동적할당한 후에 포인터 변수에 참조할때 .

• but, 다른 타입의 포인터 끼리의 static_cast는 불가함.
  
• bind의 2번째는 sockaddr로 포인터 형변환을 해야하므로, 이때는 reinterpret_cast로
  캐스팅해야 함.
  

4. 동일한 타입의 변수 주소와 포인터 간의 형변환 만 가능함.
   : int a <-> int * p 가능
   :: double d <-> int *p 불가함.

주의할 점.

• 아래 예시코드를 통해 알 수 있듯이 다른 포인터 <-> 다른 포인터는 불가함.
  : reinterpret 에서 가능함

4. 배열 -> 포인터
5. 함수 -> 함수 포인터로의 형변환

• 함수 포인터 용도로 사용되는 코드

void foo(int) {}

int main()
{
	auto p2 = static_cast<void(*)(int)>(&foo);
    
    p2(0); // 호출하기 

}

• 다른 포인터간의 형변환 불가하다는 것을 보여주는 예시 코드

6. 상속관계에서 다운캐스팅도 가능함.
- dynamic_cast 보다 속도 빠름. but 안전하지 않음.
-> 마지막 50번장에서 관련 코드 있음.
7. 연관성 하나도 없는 클래스 불가함.
8. 변환 연산자 함수를 만든다면 가능함.
예외 : 적절한 생성자 A(const& B ) 형식으로 만들어준다면,
A a = b; 가능
9. 값 형식의 다운캐스팅 불가함.

2. reinterpret_cast

: 강제성을 가지고 있음.
가) 서로 다른 포인터 끼리의 형변환임.
나) 정수와 포인터 사이의 형변환.

1) reinterpret_cast 변환후, 해당 객체의 타입 정보, 사이즈등 알 수 없기 때문에 다시 원래 형으로 reinterpret_cast 해야 함.

: 패킷직렬화 에서 사용!
-> BufferReader / BufferWrite 클래스의 시프트 연산자 오버로딩 함수에서의 예시 코드.

2) 값변환에 사용 못함.

3) 연관성 없는 객체 포인터간의 형변환 가능. (강제성을 가지고 있기 때문임.)

-> 이 때는 참조할 경우 미정의 동작 발생.

4) 메모리 주소 정보만 가지고 있기 때문에 안전하지 않음.

• 특징
  : 형변환 이후에, 역참조해서 기존 데이터 범위 벗어나는 값을 넣을 경우, 미정의 동작이 발생함.
• void포인터일 경우, 역참조 불가함.
  

• 코드
  : 이전시간에 double* 과 int 형변환을 해보자.
  -> 해결되지 않음.

• 결론
  : 다른 타입의 포인터로의 형변환은 하지 말자!

• 아래 그림을 보면, n 의 데이터가 망가지는 것을 확인할 수 있음.
  

3. const_cast

: 포인터 와 ref 변수의 상수성(const)과 volatile을
제거하는 형변환. (일반 const 변수는 주소값으로 작성해야 함.)

• 인자로는 반드시 포인터나 레퍼런스가 들어가야 함.
  
  // error : 개념에 어긋남.

https://clucle.tistory.com/entry/c-constcast-%EA%B0%80-%ED%95%84%EC%9A%94%ED%95%9C-%EC%9D%B4%EC%9C%A0

중요!

• const_cast 포인터 역참조로 수정 불가함.
  : 결과가 모순 덩어리다....
  아니 아래 결과를 통해서 캐스팅을 하게되면 임시객체가 생성됨을 확인할 수 있음.
  

• const 값을 진짜 변경하기 위해서는 포인터 변수로 역참조하는 것이 아니라, 해당 const변수를 다이렉트로 const_cast해서 바로 변경해야 함.
  

• const 포인터의 경우 예제 코드
  -> 진짜 c를 바꾸기 위해서는 아래의 그림처럼 c에 직접 접근해야 함.
  

4. dynamic_cast

개념

런타임 에 타입체크를 하는 형변환.
다운 캐스팅 관계에서 타입 체크 하는 용도로 사용.

활용

• 다운 캐스팅에 사용함.
• 반드시 다향성을 띄고 있어야 함.
• 포인터 타입인 경우, 실패하면 0 , 성공하면 해당 형으로 반환함.
  : 파생 객체로의 형변환 체크할 때 사용함.
• 참조 타입이면 예외처리됨.

dynamic_cast 가 성공하는 조건

• 업캐스팅된 포인터를 인수로 전달해야 올바른 반환값을 얻을 수 있음.
  Base (포인터)base = new derived; -> 이거는 당연시
  derived (포인터) dd = dynamic_cast<derived >(base );
  : 왜냐하면 base 포인터는 derived의 메모리를 알고 있기 때문에

• 추가 조건
  : 반드시 virtual 함수가 있어야 함.
  -> 실행시간에 처리하기 위함.

https://velog.io/@kwt0124/rtti

🔥dynamic_cast 언제 활용할까?

: 포인터 객체가 파생 객체에 속하는지 확인할 때 사용함.

예를 들면, 플레이어가 충돌처리 하려고 하는데, 전방에 있는 것이 몬스터일 때 hp 감소하는 동작을 구현하고자 할 때, 전방의 오브젝트가 몬스터인지, 장애물인지 ?
-> 이 때 dynamic_cast 를 활용하는 방법이 있음.
: 이 때 반드시 해야할 것이 모든 오브젝트를 기반 으로 하는 클래스가 있어야 함.

사용법.

static_cast<변환하고자 하는 타입>(객체명이나 변수명)

problem

가) 위의 내용을 토대로 코딩하라.

• 코드
  : double을 int형으로
  :: void * 을 int * 형으로
  ::: 타입이 다른 포인터 간의 형변환은 불가함.
  - void 포인터 에서 다른 타입 포인터로의 변환만 가능함.

double d = 3.7;
int n = static_cast<int>(d);

int *p = static_cast<int*>(malloc(sizeof(int)));

int *p2 = static_cast<int *>(&d); // error

const int c = 10;
int *p3 = static_cast<int *>(&c); // error

나) reinterpret_cast

• static_cast 는 void 포인터 -> 다른 포인터 타입으로의 형변환 가능!
• reinterpret_case는 다른 포인터 타인 -> 다른 포인터 타입으로의 형변환 가능!

int n = 10;
double * p1 = &n; // error : 불가함. 
double * p2 = static_cast<double *>(&n);
// error : static으로는 불가.
double *p3 = reinterpret_cast<double *>(&n);
// ok : reinterpret으로 가능.

// 정수와 포인터 사이의 변환
int *p4 = 10; // error : 주소값 10을 억지로 넣고 싶다는 의지임.
int *p5 = reinterpret_cast<int *>(10); // ok
double d2 = n; // ok : 암시적 형변환 가능함. // 정수간 형변환.
double d3 = reinterpret_cast<double>(n); 
// error : reinterpret_cast의 용도에 부합하지 않음. 

다) const_cast

const int c = 10;
	volatile int v = 20;

	int n = c; // ok 
	//int* p = &c;
	// error : 서로 완전히 다른 타입이므로, 암시적 형변환 불가함.
	int* p2 = const_cast<int*>(&c);
	// ok : c의 상수성을 제거함! 
	int* p3 = reinterpret_cast<int*>(&c);
	// error : reinterpret_cast 는 const 속성이 있으면 포인터라도 불가함. 

	double* p4 = const_cast<double*>(&c);
	// error : const_cast는 상수성만 제거할 수 있음. 
	double* p5 = reinterpret_cast<double*>(const_cast<int*>(&c));

라) const int 형 변수의 주소를 char*변수에 넣어라.
- 2가지 방법이 있음.
1) reinterp -> const_cast
2) const_cast -> reinterp

결론

• 형변환 할 때는 일단 static_cast로 시도하자.
• 다른 형으로 변환할때, 기존 형의 데이터를 초과한 값을 넣으면 , 미정의 동작이 발생함.
  -> 형변환은 좋지 않음!