Apple 에서 공개한 The Swift Programming Language (Swift 5.7) 책의 Type Casting 부분1을 번역하고, 설명이 필요한 부분은 주석을 달아서 정리한 글입니다. 전체 번역은 Swift 5.7: Swift Programming Language (스위프트 프로그래밍 언어) 에서 확인할 수 있습니다.
타입 변환 (Type Casting)2 은 인스턴스의 타입을 검사하거나, 그 인스턴스를 클래스 계층 구조 어딘가의 상위 클래스 및 하위 클래스로 취급하는 방법입니다.
스위프트의 타입 변환은 is 와 as 연산자로 구현합니다. 이 두 연산자는 단순하고 좋은 표현력으로3 값의 타입을 검사하거나 값을 다른 타입으로 변환하는 방식을 제공합니다.
Checking for Protocol Conformance (프로토콜 준수성 검사하기) 에서 설명한 것처럼, 타입 변환을 사용하여 타입이 프로토콜을 준수하는지 검사할 수 있습니다.
타입 변환을 클래스 및 하위 클래스 계층 구조와 함께 사용하면 한 특별한 클래스 인스턴스의 타입을 검사하여 그 인스턴스를 동일한 계층 구조 안의 다른 클래스로 변환할 수 있습니다. 아래의 세 코드 조각은, 타입 변환 예제에서 사용할, 클래스 계층 구조 및 이 클래스 인스턴스들을 담은 배열을 정의합니다.
첫 번째 조각은 MediaItem 이라는 새로운 기초 클래스4 를 정의합니다. 이 클래스는 디지털 미디어 라이브러리에 있는 어떤 종류의 항목에든 기초 기능을 제공합니다. 특히, String 타입인 name 속성과, init name 초기자를 선언합니다. (모든 미디어 항목은, 모든 영화와 노래를 포함하여, 이름이 있을거라고 가정합니다.)
class MediaItem {
var name: String
init(name: String) {
self.name = name
}
}
그 다음 조각은 MediaItem 의 두 하위 클래스를 정의합니다. 첫 번째 하위 클래스인, Movie 는, 영화 및 필름에 대한 추가 정보를 은닉합니다. 이는 MediaItem 이라는 기초 클래스 위에 director 속성과, 해당 초기자를, 추가합니다. 두 번째 하위 클래스인, Song 은, 기초 클래스 위에 artist 속성과 초기자를 추가합니다:
class Movie: MediaItem {
var director: String
init(name: String, director: String) {
self.director = director
super.init(name: name)
}
}
class Song: MediaItem {
var artist: String
init(name: String, artist: String) {
self.artist = artist
super.init(name: name)
}
}
마지막 조각은, Movie 인스턴스 두 개와 Song 인스턴스 세 개를 담은, library 라는 상수 배열을 생성합니다. library 배열의 타입은 이를 초기화하는 배열 글자 값의 내용물로 추론합니다. 스위프트 타입 검사기는 Movie 와 Song 의 공통 상위 클래스가 MediaItem 임을 이끌어 낼 수 있으므로, library 배열은 [MediaItem] 타입이라고 추론합니다:
let library = [
Movie(name: "Casablanca", director: "Michael Curtiz"),
Song(name: "Blue Suede Shoes", director: "Elvis Presley"),
Movie(name: "Citizen Kane", director: "Orson Welles"),
Song(name: "The One And Only", artist: "Chesney Hawkes"),
Song(name: "Never Gonna Give You Up", artist: "Rick Astley"),
]
// "library" 의 타입은 [MediaItem] 이라고 추론함
library 에 저장한 항목의 이면은 여전히 Movie 와 Song 인스턴스입니다. 하지만, 이 배열 내용물을 반복하면, 되돌려 받는 항목은 MediaItem 타입이지, Movie 나 Song 이 아닙니다. 본래 자신의 타입으로 작업하기 위해선, 아래 설명한 것처럼, 타입을 검사 (check) 하거나, 다른 타입으로 내림 변환 (downcast)5 할 필요가 있습니다.
타입 검사 연산자 (type check operator; is) 를 사용하면 인스턴스가 정해진 하위 클래스 타입인지를 검사합니다. 타입 검사 연산자는 인스턴스가 그 하위 클래스 타입이면 true 를 반환하고 그렇지 않으면 false 를 반환합니다.
아래 예제는,movieCount 와 songCount 라는, 두 변수를 정의하는데, 이는 library 배열 안에 있는 Movie 와 Song 인스턴스의 개수를 셉니다:
var movieCount = 0
var songCount = 0
for item in library {
if item is Movie {
movieCount += 1
} else if item is Song {
songCount += 1
}
}
print("Media library contains \(movieCount) movies and \(songCount) songs")
// "Media library contains 2 movies and 3 songs" 를 인쇄함
이 예제는 library 배열의 모든 항목 전체를 반복합니다. 매 통과마다, for-in 반복문이 item 상수를 배열의 그 다음 MediaItem 으로 설정합니다.
item is Movie 는 현재의 MediaItem 이 Movie 인스턴스면 true 를 반환하고 그렇지 않으면 false 를 반환합니다. 이와 비슷하게, item is Song 은 항목이 Song 인스턴스인지 검사합니다. for-in 반복문 끝에서, movieCount 와 songCount 값에는 각각의 타입에서 찾은 MediaItem 인스턴스 개수가 담깁니다.
특정 클래스 타입의 상수나 변수는 실제로 그 이면에선 하위 클래스 인스턴스를 참조할 수도 있습니다. 이런 경우라고 믿는 곳에선, 타입 변환 연산자 (type cast operator; as? 또는 as!) 를 써서 하위 클래스 타입으로 내림 변환 (downcast) 을 해볼 수 있습니다.
내림 변환이 실패할 수 있기 때문에, 타입 변환 연산자엔 서로 다른 두 형식이 있습니다. 조건 형식인, as? 는, 내림 변환할 타입의 옵셔널 값을 반환합니다. 강제 형식인, as! 는, 내림 변환의 시도와 결과 포장의 강제-풀기를 단일 복합 행동으로 합니다.
타입 변환 연산자의 조건 형식 (as?) 은 내림 변환의 성공을 확신할 수 없을 때 사용합니다. 이 형식의 연산자는 항상 옵셔널 값을 반환하며, 내림 변환이 불가능하면 값이 nil 이 됩니다. 이는 내림 변환의 성공을 검사할 수 있게 합니다.
타입 변환 연산자의 강제 형식 (as!) 은 내림 변환이 항상 성공함을 확신할 때만 사용합니다. 이 형식의 연산자는 잘못된 클래스 타입으로 내림 변환하려 하면 실행 시간 에러를 발동할 겁니다.
아래 예제는 library 의 각 MediaItem 을 반복하여, 각 항목에 대한 적절한 설명을 인쇄합니다. 이렇게 하려면, 각각의 항목을, MediaItem 만이 아니라, 본래의 Movie 나 Song 으로써 접근할 필요가 있습니다. 설명에서 사용할 Movie 나 Song 의 director 나 artist 속성에 접근할 수 있으려면 이게 필요합니다.
이 예제에선, 배열의 각 항목이 Movie 이거나, Song 일지도 모릅니다. 각 항목에 사용할 실제 클래스를 미리 앞서서 알 순 없으므로, 타입 변환 연산자의 조건 형식 (as?) 을 사용하여 매 반복문 통과마다 내림 변환을 검사하는게 적절합니다:
for item in library {
if let movie = item as? Movie {
print("Movie: \(movie.name, dir. \(movie.director)")
} else if let song = item as? Song {
print("Song: \(song.name), by \(song.artist)")
}
}
// Movie: Casablanca, dir. Michael Curtiz
// Song: Blue Suede Shoes, by Elvis Presley
// Movie: Citizen Kane, dir. Orson Welles
// Song: The One And Only, by Chesney Hawkes
// Song: Never Gonna Give You Up, by Rick Astley
이 예제는 현재 item 을 Movie 로 내림 변환하려는 걸로 시작합니다. item 아 MediaItem 인스턴스이기 때문에, Movie 인 게 (might) 가능하며; 그와 같이, Song 이거나, 또는 심지어 기초 (타입인) MediaItem 일 수도 있습니다. 이런 불확실함 때문에, as? 형식의 타입 변환 연산자는 하위 클래스 타입으로 내림 변환을 시도할 때 옵셔널 (optional) 값을 반환합니다. item as? Movie 의 결과는 Movie?, 또는 “옵셔널 Movie” 타입입니다.
라이브러리 배열의 Song 인스턴스에 적용할 땐 Movie 로의 내림 변환이 실패합니다. 이에 대처하고자, 위 예제는 옵셔널 연결을 사용하여 실제로 옵셔널 Movie 에 값이 담겼는지 검사합니다 (즉, 내림 변환이 성공했는지 알아냅니다.) 이 옵셔널 연결은 “if let movie = item as? Movie” 라고 작성하며, 다음 처럼 이해할 수 있습니다:
“item 을 Movie 로 접근해 봅니다. 이게 성공하면, 반환한 옵셔널 Movie 에 저장된 값을 movie 라는 새 임시 상수에 설정합니다.”
내림 변환이 성공하면, 그 다음엔 movie 의 속성을 사용하여, director 이름을 포함한, 그 Movie 인스턴스의 설명을 인쇄합니다. 비슷한 원리를 사용하여 Song 인스턴스를 검사하며, 라이브러리에서 Song 을 찾았을 때마다 (artist 이름을 포함한) 적절한 설명을 인쇄합니다.
변환 (casting) 이 실제로 인스턴스를 수정하거나 값을 바꾸는 건 아닙니다. 실제 인스턴스는 똑같이 남아 있으며; 단순히 변환된 타입의 인스턴스라고 취급하고 접근하는 것 뿐입니다.
스위프트는 불특정 타입과 작업하기 위한 두 개의 특수 타입을 제공합니다:
Any 는 아예, 함수 타입을 포함한, 어떤 타입의 인스턴스든 나타낼 수 있습니다.AnyObject 는 어떤 클래스 타입의 인스턴스든 나타낼 수 있습니다.명시적으로 이들의 동작과 보유 능력이 필요할 때만 Any 와 AnyObject 를 사용합니다. 작업할 걸로 예상되는 타입을 코드에 지정하는 것이 항상 더 좋습니다.
Any 를 사용하여, 함수 타입 및 비-클래스 타입을 포함한, 서로 다른 타입이 섞인 것과 작업하는 예제는 이렇습니다. 예제에서 things 라는 배열을 생성하는데, 이는 Any 타입의 값을 저장할 수 있습니다:
var things: [Any] = []
things.append(0)
things.append(0.0)
things.append(42)
things.append(3.14159)
things.append("hello")
things.append((3.0, 5.0))
things.append(Movie(name: "Ghostbusters", director: "Ivan Reitman"))
things.append({ (name: String) -> String in "Hello, \(name)" })
things 배열은 Int 값 두 개, Double 값 두 개, String 값 한 개, (Double, Double) 타입의 튜플, “고스트 버스터즈 (Ghostbusters)”6 영화, 및 String 값을 취해서 또 다른 String 값을 반환하는 클로저 표현식을 담고 있습니다.
Any 나 AnyObject 타입인지만 아는 상수나 변수의 특정 타입을 발견하기 위해, switch 문 case 절에서 is 나 as 패턴을 사용할 수 있습니다. 아래 예제는 things 배열의 항목을 반복하여 switch 문으로 각 항목의 타입을 조회합니다. switch 문의 여러 case 들은 일치 값을 특정 타입의 상수와 연결하여 값을 인쇄할 수 있게 합니다:
for thing in things {
switch thing {
case 0 as Int:
print("zero as an Int")
case 0 as Double:
print("zero as a Double")
case let someInt as Int:
print("and integer value of \(someInt)")
case let someDouble as Double where someDouble > 0:
print("a positive double value of \(someDouble)")
case is Double:
print("some other double value that I don't want to print")
case let someString as String:
print("a string value of \(someString)")
case let (x, y) as (Double, Double):
print("an (x, y) point at \(x), \(y)")
case let movie as Movie:
print("a movie called \(movie.name), dir. \(movie.director)")
case let stringConverter as (String) -> String:
print(stringConverter("Michael"))
default:
print("something else")
}
}
// zero as an Int
// zero as a Double
// an integer value of 42
// a positive double value of 3.14159
// a string value of "hello"
// an (x, y) point at 3.0, 5.0
// a movie called Ghostbusters, dir. Ivan Reitman
// Hello, Michael
Any타입은, 옵셔널 타입을 포함한, 어떤 타입의 값이든 나타냅니다.Any타입의 값을 예상한 곳에 옵셔널 값을 사용하면 스위프크가 경고를 줍니다. 정말로 옵셔널 값을Any값으로 사용할 필요가 있으면, 아래 보는 것처럼,as연산자를 사용하여 명시적으로 옵셔널을Any로 변환할 수 있습니다.
let optionalNumber: Int? = 3
things.append(optionalNumber) // 경고
things.append(optionalNumber as Any) // 경고 없음
이 글에 대한 원문은 Type Casting 에서 확인할 수 있습니다. ↩
타입 변환은 영어로 ‘type casting’ 과 ‘type conversion’ 둘 다에 적용할 수 있지만, 이 둘은 서로 조금 다릅니다. ‘type casting’ 과 ‘type conversion’ 의 가장 기본적인 차이점은 ‘type conversion’ 은 컴파일러에 의해 자동으로 이루어지는 반면, ‘type casting’ 은 개발자가 명시적으로 지정한다는 점입니다. ‘type casting’ 과 ‘type conversion’ 의 차이점에 대한 정보는, Difference Between Type Casting and Type Conversion 항목을 보도록 합니다. ↩
‘표현력이 좋다 (expressive)’ 는 건 ‘컴파일러와 개발자 모두가 이해하기 쉬운 코드를 쉽게 작성할 수 있다’ 는 의미입니다. 이에 대한 더 자세한 내용은, stackoverflow 의 What does “expressive” mean when referring to programming languages? 항목을 보도록 합니다. ↩
스위프트의 ‘기초 클래스 (base class)’ 는 ‘상위 클래스 (superclass) 가 없는 클래스’ 를 말합니다. 기초 클래스에 대한 더 자세한 정보는, Inheritance (상속) 장에 있는 Defining a Base Class (기초 클래스 정의하기) 부분 및 해당 주석을 보도록 합니다. ↩
‘내림 변환 (downcast)’ 은 클래스 계층 구조에서 하위 클래스의 하나로 변환하는 것을 말합니다. 내림 변환에 대한 자세한 내용은, 바로 뒤의 Downcasting (내림 변환) 부분에서 설명하고 있습니다. ↩
‘고스트 버스터즈 (Ghostbusters)’ 는 1984년에 최초로 개봉한 헐리우드 영화입니다. 이에 대한 더 자세한 정보는, 위키피디아의 Ghostbusters 항목과 고스트버스터즈 항목을 보도록 합니다. ↩