Type Casting

[최종 수정일 : 2018.09.04]

원문 : 애플 개발 문서 Swift 4.2 Language Guide - Type Casting

타입 변환(Type Casting)

타입 변환(Type cating)은 인스턴스의 타입을 확인하거나, 그 인스턴스를 자체 클래스 계층구조에 있는 다른 상위클래스나 하위클래스로 처리해야 하는지 확인하는 방법입니다.

Swift에서의 타입 변환은 is와. as연산자로 구현됩니다. 이러한 2개의 연산자는 간단히 제공되고 값의 타입을 확인하거나 다른 타입의 값으로 변환하는 표현 방법입니다.

또한, 프로토콜 준수하는지 확인하기(Checking for Protocol Conformance)에서 설명된 것처럼, 프로토콜을 준수하는 타입인지아닌지 확인하는데 타입 변환을 사용할 수 있습니다.

타입 변환에 대한 클래스 계층도 정의하기(Defining a Class Hierarchy for Type Casting)

특정 클래스 인스턴스의 타입을 확인하고 같은 계층구조에 있는 다른 클래스 인스턴스로 변환하기 위해 클래스의 계층구조와 하위 클래스에 대해 타입 변환을 사용할 수 있습니다. 아래에 3개의 코드는 타입 변환의 예제에서 사용하기 위해, 클래스의 계층 구조를 정의하고 이러한 클래스의 인스턴스를 포함하는 배열을 정의합니다.

첫번째 부분은 새로운 기본 클래스 MediaItem을 정의합니다. 이 클래스는 디지털 미디어 라이브러리에서 나타나는 모든 종류의 항목에 대한 기본 함수를 제공합니다. 특히, string타입의 name 프로퍼티와 init name초기화를 선언하였습니다. (모든 영화와 음악들을 포함한 모든 미디어 항목들은 이름을 가지고 있을것입니다)

class MediaItem {
    var name: String
    init(name: String) {
        self.name = name
    }
}

다음 부분은 MediaItem의 하위클래스 2개를 정의합니다. 첫번째 하위클래스, Movie는 영화나 필름에 관한 추가 정보를 캡슐화 합니다. 해당 초기화에서, 기본 MediaItem클래스의 맨 위에 director프로퍼티를 추가합니다. 두번째 하위 클래스 Song은 artist프로퍼티와 기본 클래스 맨 위에 초기화를 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 부분은 두개의 Movie 인스턴스와 3개의 Song인스턴스를 포함하는 상수 배열 library를 생성합니다. library 내열의 타입은 배열 리터럴의 콘텐츠로 초기화에 의해 추론 됩니다. Swift의 타입 검사기는 Movie와 Song이 공통적인 상위클래스 MediaItem를 가진것을 추론할수 있고, library 배열에 대한 [MediaItem]의 타입으로 추론합니다.

let library = [
    Movie(name: "Casablanca", director: "Michael Curtiz"),
    Song(name: "Blue Suede Shoes", artist: "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")
]
// the type of "library" is inferred to be [MediaItem]

library에 저장된 항목들은 여전히 Movie와 Song인스턴스 입니다. 하지만, 배열의 콘텐츠를 반복할 경우에, 그 항목들은 Movie나 Song이 아닌 MediaItem 타입으로 돌려 받습니다. 원래 타입으로 작업하기 위해서, 아래 설명된 것 처럼, 이것들의 타입을 확인(check)하거나 다른 타입으로 다운캐스팅(downcast)하는 것이 필요합니다.

타입 확인하기(Checking Type)

인스턴스가 특정 하위클래스 타입인지 확인하기 위해 타입 확인 연산자(type check) (is)를 사용합니다. 이 타입 확인 연산자는 인스턴스가 하위클래스 타입인 경우에 true를 그렇지 않으면 false를 반환 합니다.

아래 예제는 library 배열에서 Movie와 Song인스턴스의 개수인 movieCount와 songCount 변수 2개를 정의합니다.

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")
// Prints "Media library contains 2 movies and 3 songs"

이 예제는 library 배열에 있는 모든 항목들을 반복합니다. for-in 반복문에서 배열에 있는 다음 MediaItem에 item 상수를 설정합니다. 
.
현재 MediaItem이 Movie인스턴스인 경우에 item is Movie구문이 true를, 그렇지 않으면 false를 반환합니다. 비슷하게, item이 Song인스턴지인지는 item is Song으로 검사합니다. for-in 반복문의 끝에서, movieCount와 songCount의 값은 각 타입으로 발견돤 MediaItem인스턴스 개수입니다.

다운캐스팅(Downcasting)

특정 클래스 타입의 상수나 변수는 실제로 하위클래스의 인스턴스를 참조할 수 있습니다. 이러한 경우가 있는 곳에서, 하위클래스 타입을 타입 캐스트 연산자(type cast operator) (as? 또는 as!)를 사용해서 다운캐스팅(downcast) 할 수 있습니다.

다운 캐스팅이 실패할수 있기때문에, 타입 변환(cast) 동작은 두가지 다른 형태가 있습니다. 조건부 형식인 as?는 다운캐스팅하는 타입의 옵셔널 값을 반환합니다. 강제 형식(force type)인 as!은 하나의 복합 동작으로 다운캐스팅(downcast)하고 강제 언래핑(force-unwraps)을 시도합니다.

다운캐스팅이 성공하는게 확실치 않을때 조건부 형식의 타입 변환 연산자(as?)를 사용합니다. 이 동작 형태는 항상 옵셔널 값을 반환하고 다운캐스팅일 불가능한 경우에는 nil을 반환할 것입니다. 이를 통해 다운캐스팅이 성공하는지 검사하는것이 가능합니다.

다운캐스팅이 언제나 성공할꺼라고 확신할때에만 강제 형식의 타입 변환 연산자(as!)를 사용합니다. 이 형식의 동작은 잘못된 클래스 타입으로 다운캐스팅 하는 경우에 실행중 오류가 발생할 수 있습니다.

아래 예제는 library내의 각 MediaItem을 반복하고, 각 항목에 대한 적절한 설명을 출력합니다. 이것을 하기 위해, 각 항목이 MediaItem이 아니라 Movie또는 Song으로 접근하는 것이 필요합니다. 설명에서 사용되는 Movie나 Song의 director또는 artist프로퍼티에 접근이 가능하도록 하는 것이 필요합니다.

이 예제에서, 배열내의 각 항목은 Movie 또는 Song이 될수 있습니다. 각 항목을 사용하는 실제 클래스를 미리 알지 못하고, 매번 반복될때마다 조건부 형식의 타입 변환 연산자(as?)를 사용하여 다운캐스팅을 검사하는 것이 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 item을 Movie로 다운캐스팅하는 것으로 시작합니다. item은 MediaItem인스턴스이기 때문에, Movie가 되는것이 가능합니다. 동일하게, Song이나 MediaItem이 되는 것도 가능합니다. 이러한 불확실성(uncertainty) 때문에, 하위클래스 타입으로 다운캐스팅 할때 as? 형식의 타입 변환 연산자는 옵셔널(optional) 값을 반환합니다. item as? Movie의 결과는 Movie?타입 또는 옵셔널 Movie입니다.

library배열에 있는 Song인스턴스에 적용할때 Movie 다운캐스팅하는 것은 실패합니다. 이를 대처하기 위해서, 위 예제는 옵셔널 Movie가 실제 값을 가지고 있는지 확인하기 위해 옵셔널 바이딩을 사용합니다. (이것으로, 다운캐스팅의 성공 여부를 확인할 수 있습니다.) 옵셔널 바인딩은 "if let movie = item as? Movie"로 작성되며, 다음과 같이 읽을 수 있습니다.

Movie로 item에 접근하려고 시도합니다. 성공하는 경우에, 새로운 임시 상수 movie에 반환된 옵셔널 Movie를 저장하도록 설정합니다.

다운캐스팅이 성공하는 경우, movie의 프로퍼티는 Movie인스턴스에 대한 설명을 출력하기 위해 사용되며, director의 이름을 포함합니다. 비슷한 원리는 Song 인스턴스를 확인하는데 사용되고, library에서 Song을 찾을때마다 적절한 설명(artist 이름을 포함)을 출력합니다.

주의
변환하는 것은 실제적으로 인스턴스를 수정하거나 값을 변경하지 않습니다. 기본 인스턴스는 동일하게 유지합니다. 그것은 단순하게 처리하고 변환된 타입의 인스턴스로 접근됩니다.

Any와 AnyObject에 대한 타입 변환(Type Casting for Any and AnyObject)

Swift는 지정되지 않은 타입으로 작업하기 위해 2가지 특별한 타입을 제공합니다.

• Any는 함수 타입을 포함해서 모든 타입의 인스턴스를 표현할 수 있습니다.
• AnyObject는 모든 클래스 타입의 인스턴스를 표현할 수 있습니다.

동작과 기능이 명시적으로 필요할때에만 Any와 AnyObject를 사용합니다. 코드에서 작업할 것으로 예상되는 타입을 구체적으로 하는 것이 더 좋습니다.

다음은 함수 타입과 클래스가 아닌 타입을 포함하여, 서로 다른 타입으로 작업하기 위해 Any를 사용하는 예제입니다. 이 예제는 Any타입의 값을 저장할 수 있는 things 배열을 생성합니다.

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)" })

things배열 상수는 2개의 Int값, 2개의 Double 값, 1개의 String값, 1개의 (Double, Double) 타입의 튜플, Ghostbusters 인 movie와 String값을 가져와서 다른 String값을 반환하는 클로져 표현식을 포함합니다.

Any나 AnyObject 타입으로 알려진 상수나 변수의 특정 타입을 찾기 위해서, switch 문의 케이스에서 is나 as 패턴을 사용할 수 있습니다. 아래 예제는 things 배열내의 항목들을 반복하고 switch문으로 각 항목의 타입을 조회합니다. 몇가지 switch문의 케이스는 값을 출력할 수 있도록 일치한 값을 지정된 타입의 상수로 연결(bind)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("an 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

주의
Any 타입은 옵셔널 타입을 포함해서, 모든 타입의 값을 표현합니다. Swift는 Any타입의 값이 예상되는 곳에서 옵셔널 값을 사용하는 경우에 경고(warning)을 줍니다. Any값으로 옵셔널 값을 사용하는게 정말 필요한 경우에, 아래에서 보는 것처럼, as 연산자를 사용 옵셔널 Any로 명시적인 변환을 할 수 있습니다.

> let optionalNumber: Int? = 3
> things.append(optionalNumber)        // Warning
> things.append(optionalNumber as Any) // No warning