[Swift] 19. Type Casting - 타입 캐스팅

Type Casting — The Swift Programming Language (Swift 5.7)

 

타입 캐스팅은 인스턴스의 타입을 확인하거나 다른 클래스의 인스턴스로서 다루기 위한 방법이다. Swift에서의 타입 캐스팅은 is, as operator로 구현한다.

Type Casting을 위한 클래스 계층 정의

클래스와 자식 클래스들의 계층에서 특정 클래스 인스턴스의 타입을 확인하거나 인스턴스를 같은 계층 내의 다른 클래스로 캐스팅하기 위해 타입 캐스팅을 사용한다.

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

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)
    }
}

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]

위 코드에서 library 배열은 배열 리터럴로 정의됐다. Swift의 타입 체커는 Movie와 Song이 공통 부모 클래스 MediaItem을 가지고 있다는 것을 알아낸다. 만약 이 배열 내의 아이템을 하나씩 돌면 MediatItem 타입으로 접근된다.
각 요소의 타입 그 자체로 접근하고 싶을 때는 타입을 확인하거나 다운 캐스팅할 수 있다.

Checking Type

Type check operator is 를 사용해서 인스턴스가 특정 자식 클래스의 타입인지 확인한다. 만약 인스턴스가 자식 클래스 타입의 인스턴스라면 true를 리턴하고 아닐 시 false 를 리턴한다.

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"

Meta Type을 사용해서 타입을 확인할 수도 있다. 메타 타입은 타입의 타입이다. 즉 타입 자체가 하나의 타입으로 또 표현할 수 있다는 뜻이다. 클래스, 구조체, 열거형 이름 뒤에 .Type을 붙이면 메타 타입을 의미한다. 프로토콜 타입의 메타 타입은 .Protocol을 붙인다.

 

self를 사용해서 타입을 값처럼 표현할 수 있다. SomeClass.self는 클래스의 인스턴스를 가리키는 것이 아니라 SomeClass 타입 자체를 값으로 표현한 값을 의미한다.

protocol SomeProtocol {}
class SomeClass {}

let someClassType: SomeClass.Type = SomeClass.self
let someProtocolType: SomeProtocol.Protocol = SomeProtocol.self

프로그램 실행 중에 인스턴스의 타입을 표현한 값을 확인하고 싶다면 type(of:) 함수를 사용한다.

class Top {}
class Mid: Top {}
class BottomA: Mid {}

let top = Top()
let mid = Mid()
let bottomA = BottomA()

print(type(of: mid) == Top.self) // false
print(type(of: bottomA) == Top.self) // false
print(type(of: bottomA) == Mid.self) // false

Downcasting

특정 클래스 타입의 상수나 변수가 가리키는 인스턴스가 실제로는 자식 클래스의 인스턴스일 수 있다. 이때 타입 캐스트 연산자 as?, as!를 사용해서 자식 클래스 타입으로 downcast할 수 있다. 클래스 계층에서 상위에 있는 부모 클래스의 타입을 아래에 있는 자식 클래스의 타입으로 캐스팅한다 해서 Downcasting이라 하는 것이다.

• as? : Downcasting이 실패할 수 있기 때문에 optional 값을 리턴. Downcast가 성공할 지 확실하지 않을 때 사용한다. 실패할 경우 nil을 리턴한다.
• as! : Downcast 후 값을 강제로 unwrapping 함. Downcast가 성공할 것이라고 확신할 때 사용한다. 실패할 경우 런타임 에러가 발생한다.

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

캐스팅은 인스턴스를 수정하거나 값을 바꾸지 않는다. 인스턴스는 같은 상태로 남아있고, 단순히 캐스팅 된 타입의 인스턴스로서 다뤄지고 접근되는 것이다.

Any, AnyObject Type Casting

Swift는 타입이 명확하지 않은 두 가지 특별한 타입을 제공한다.

• Any : 모든 타입의 인스턴스를 나타낼 수 있다. 함수 타입도 포함된다.
• AnyObject : 클래스 타입의 인스턴스만 나타낼 ㅅ ㅜ있다.

Any, AnyObject는 이들이 제공하는 특징과 기능이 필요할 때만 사용한다.

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)" })

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

Any 타입은 옵셔널 타입을 포함한 어떤 타입의 값이든 나타낼 수 있다. Swift는 만약 Any를 받기로 기대한 곳에 옵셔널 값을 넘기면 경고를 출력한다. 만약 옵셔널 값을 Any 값으로 사용하고 싶으면 옵셔널을 as operator를 사용해서 Any로 캐스팅한다.

 

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