[C++] 포인터의 타입 변환
👻 포인터의 타입 변환
이번 시간에는 타입 변환 중 포인터의 타입 변환에 대해 알아보자.
🌱 연관성이 없는 클래스 사이의 포인터 변환
예제로 알아보기위해 아래처럼 두 클래스를 정의했다.
class Knight
{
public:
int _hp = 0;
};
class Item
{
public:
Item()
{
cout << "Item()" << endl;
}
Item(const Item& item)
{
cout << "Item(const Item&)" << endl;
}
~Item()
{
cout << "~Item()" << endl;
}
public:
int _itemType = 0;
int _itemDbId = 0;
char _dummy[4096] = {}; // 이런 저런 정보들로 인해 비대해진 공간
};
그런 다음, 메인 함수에서 다음과 같이 타입을 변환 해보았다고 가정해보자.
int main()
{
Knight* knight = new Knight();
Item* item = (Item*)knight;
item->_itemType = 2;
item->_itemDbId = 1;
delete knight;
}
knight는 힙 영역에 생성된 Knight 클래스를 가리키는 주소이고 item은 스택 영역에서 knight의 주소를 담고 있다.
현재 knight는 4바이트이고 item은 4000바이트 이상의 크기를 가지게 되는데 위처럼 강제 타입 변환 후 값을 변경시켜버리면 해당 범위를 벗어난 메모리의 값을 변경시키게 되는 위험성이 존재한다.
🌱 부모, 자식 간의 변환
우선 아래와 같은 코드를 추가로 작성해주었다.
enum ItemType
{
IT_WEAPON = 1,
IT_ARMOR = 2
};
class Weapon : public Item
{
public:
Weapon() : Item(IT_WEAPON)
{
cout << " Weapon()" << endl;
}
~Weapon()
{
cout << "~Weapon()" << endl;
}
public:
int _damage = 0;
};
class Armor : public Item
{
public:
Armor() : Item(IT_ARMOR)
{
_itemType = 2;
cout << "Armor()" << endl;
}
~Armor()
{
cout << "~Armor()" << endl;
}
public:
int _defence = 0;
};
Weapon과 Armor는 Item을 상속받는다. 이전 시간에 간단하게 알아본 내용과 동일하다. 부모에서 자식으로 변환 시엔 명시적으로만 가능하고, 변환은 가능하나 원활하게 연결되지 않아 엉뚱한 메모리를 건들 위험성이 존재한다. 반대로 자식에서 부모로 변환 시엔 암시적으로도 가능하다.
여기서, 명시적으로 타입을 변환할 때에는 항상 조심해야 한다는 것을 알 수 있었다. 그렇다면 암시적으로 될 때는 항상 안전할까? 평생 명시적으로 타입 변환(캐스팅)은 안 하면 되는 거 아닐까?
Item* inventory[20] = {};
srand((unsigned int)time(nullptr));
for (int i = 0; i < 20; i++)
{
int randValue = rand() % 2; // 0 ~ 1
switch (randValue)
{
case 0:
inventory[i] = new Weapon();
break;
case 1:
inventory[i] = new Armor();
break;
}
}
위와 같은 코드가 있다고 가정했을 때, 암시적으로 자식 👉 부모 타입 변환이 적용된 상황이다.
for (int i = 0; i < 20; i++)
{
Item* item = inventory[i];
if (item == nullptr)
continue;
if (item->_itemType == IT_WEAPON)
{
Weapon* weapon = (Weapon*)item;
}
}
반대로 값을 꺼내와 확인 후 변환한다고 가정한다면 명시적으로 타입 변환을 해줘야 할 것이다. 위의 상황은 부모 👉 자식 방향의 타입 변환이지만 Weapon 클래스를 확실시 할 수 있으므로 나름 안전한 변환이라 볼 수 있다.
🌱 상속 관계에서의 소멸자 virtual
힙 영역에 메모리를 할당받으면 반드시 할당 해제를 시켜야 한다고 했었다. 그리고 위의 코드에서 부모 자식 간의 암시적, 명시적으로 타입 변환이 일어났었다. 할당받은 메모리를 해제시켜보자.
for (int i = 0; i < 20; i++)
{
Item* item = inventory[i];
if (item == nullptr)
continue;
delete item;
}
위처럼 코드를 작성하면 부모 클래스인 Item의 소멸자가 호출된다. 하지만 Weapon과 Armor 클래스를 생성해주었기 때문에 자식 클래스의 소멸자도 호출되어야 한다. 이전 시간에 멤버 함수를 공부했을 때 virtual을 붙여주면 자동으로 자식의 함수를 호출시켜주는 걸 알 수 있었는데, 마찬가지로 상속 관계에 있는 클래스 내에서, 부모 소멸자 앞에 반드시 virtual을 붙여주어 자식 클래스의 소멸자도 호출되도록 해주어야 한다.
virtual ~Item() { ... }
virtual을 붙여주지 않으면 위의 for문은 다음과 같이 작성되어야 올바른 동작을 하게된다.
for (int i = 0; i < 20; i++)
{
Item* item = inventory[i];
if (item == nullptr)
continue;
if (item->_itemType == IT_WEAPON)
{
Weapon* weapon = (Weapon*)item;
delete weapon;
}
else
{
Armor* armor = (Armor*)item;
delete armor;
}
}
부모 클래스 내에서만 virtual을 설정해주어도 자식 클래스에 그대로 상속된다.
👻 글을 마치며
이번 시간에는 일반적인 타입 변환에 이어 포인터의 타입 변환까지 알아보았다. 처음엔 이해를 잘 하고 있는거라 생각했는데 점점 알아볼수록 헷갈리는 것 같다. 아마도 개념 정리가 완벽하게 되지 않아서 그런 것 같다. 내용이 워낙 어렵기도 하고 복잡하다는 생각이 들어서 그런지 확실하게 개념 정리를 할 필요가 있어보인다.
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