형변환(casting)

서로 다른 타입의 값끼리 연산을 해야하는 경우, 연산에 앞서 하나의 타입으로 통일시켜줄 필요가 있다. 이때 한 타입에서 다른 타입으로 자료형을 변환하는 것을 형변환이라고 한다.

 

방법

형변환 하고자 하는 변수나 리터럴 앞에 원하는 타입을 괄호와 함께 붙여줌.

float exampleFloat = 36.8f;
int castedValue = (int)exampleFloat;
// castedValue는 36이라는 정수 값을 가지게 된다. (소수점 아래 버림)

기본형에서 boolean을 제외한 나머지 타입끼리는 서로 형변환 가능.
기본형과 참조형 간 형변환은 불가능.

int exampleInt = 65;
char castedValue = (char)exampleInt;
// castedValue는 유니코드 65에 해당하는 'A'라는 문자 값을 가지게 된다.

 

정수형 간의 형변환

큰 범위의 타입에서 작은 범위의 타입으로 형변환할 경우, 그 차이만큼 잘려나감. 경우에 따라 데이터 손실 발생.

int exampleInt = 300; // 2진수: 100101100
byte castedValue = (byte)exampleInt; // 2진수: 00101100
// int가 byte로 변환되면서 기존 2진수의 맨 앞자리인 1이 잘려나갔다.

반대로, 작은 범위의 타입에서 큰 범위의 타입으로 형변환하면 남는 공간은 0으로 채움. (단, 변환하는 숫자가 음수인 경우는 1로 채움)

 

실수형 간의 형변환

정수형에서와 마찬가지 원리가 적용됨.

float → double 형변환 시, 가수 빈 공간은 0으로 채워짐.

 

반대로 double → float 형변환 시, 가수 52자리 중 23자리만 남기고 버려짐.

유의

• 가수 24번째자리가 1이면 반올림이 발생함.
• float 타입의 범위를 넘어가는 경우, 최대값을 넘어가면 Infinity(무한대), 최소값을 넘어가면 0을 결과로 얻음.

 

정수형과 실수형 간의 형변환

1. 정수형 → 실수형

   정수형은 소수점 아래 값이 없으므로 2진수로 변환한 뒤, 정규화 과정을 거쳐 실수의 저장형식으로 저장하면 끝임.

   단, int의 경우 최대 10자리의 정밀도를 요구하므로 7자리의 정밀도를 갖는 float으로 변환할 경우, 8자리 이상의 값을 변환하면 오차가 발생할 수 있음.
   (double로 변환하면 안전)

 

2. 실수형 → 정수형

   우선 실수형의 소수점 이하 값은 버려짐. 이 때 남은 정수가 정수형의 저장범위를 넘으면 오버플로우 발생.

 

자동 형변환

형변환으로 타입을 통일시키지 않더라도, 컴파일러가 자동적으로 연산을 위한 형변환을 해주기도 함.

float f = 1234; // 1234 앞에 형변환식 (float)이 생략됨.
// float f = (float)1234; 와 동일함.

1234는 실수가 아닌 정수지만 값을 담는데에는 문제가 없으므로 에러가 발생하지 않음.

그러나 자료형이 가진 범위를 넘어가는 값을 담아놓고 형변환을 생략하면 데이터 손실을 유발하므로 에러 발생.

 

int i = 3;
double d = 4.2 + i; // i 앞에 형변환식인 (double)이 생략됨.

서로 다른 두 타입간 덧셈에서는 범위가 더 넓은 타입으로 자동적으로 형변환을 한 다음에 연산이 진행됨. (= 산술 변환)

컴파일러는 최대한 값을 보존할 수 있는 방향으로 자동 형변환을 진행함.

 

범위가 작은 타입부터 큰 타입 순으로 나열하면,

byte → short(그리고 char) → int → long → float → double

char과 short은 2 byte로 크기가 같으나, 서로 범위 자체가 달라서 둘 중 어느쪽으로 형변환 해도 데이터 손실이 발생함. (자동 형변환 불가능)