[C++] 37. 하향 캐스팅

 

[C++]  하향 캐스팅

이번에는 기반 형식 포인터 변수로 참조하고 있는 형식을 프로그램 동작 시에 파생 형식으로 형 변환하는 하향 캐스팅을 알아보기로 해요.

다형성은 캡슐화와 상속을 보다 효과적이고 현실 세계에 근접하게 표현할 수 있게 해주는 특징입니다. 하지만 기반 클래스 형식 포인터 변수로 파생 개체를 관리하는 것은 치명적인 단점이 있습니다.

만약 기반 클래스 형식에서는 약속할 필요가 없는 메서드가 파생 클래스 형식에 있을 때 해당 메서드의 접근 수준을 public으로 제공해도 접근하지 못합니다. 이러한 약점을 보완하기 위해 많은 OOP언어에서는 런 타임에 파생 개체 형식으로 형 변환(캐스팅)하는 방법을 제공하고 있으며 이를 하향 캐스팅이라 합니다.

C++언어에서는 dynamic_cast를 통해 하향 캐스팅을 제공하고 있습니다. dynamic_cast를 사용하면 원하는 형식으로 캐스팅이 가능한지 확인할 수 있습니다. 만약 캐스팅할 수 없다면 0을 반환하고 캐스팅할 수 있다면 유효한 변환을 해 줍니다.

Pianist *pianist=0;
pianist = dynamic_cast<Pianist *>(musician);//musician이 피아니스트인지 하향 캐스팅
if(pianist)//피아니스트가 맞다면
{
    pianist->Tuning();
}

다음은 음악가에서 파생받은 피아니스트와 드러머를 정의하고 하향 캐스팅을 통해 피아니스트 클래스에만 있는 조율 기능을 사용하는 예제 코드입니다.

//하향 캐스팅
//Program.cpp
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Musician
{
    string name;
public:
    Musician(string name)
    {
        this->name = name;
    }
    string GetName()const
    {
        return name;
    }
    virtual void Play()=0;
};

class Pianist:public Musician
{
public:
    Pianist(string name):Musician(name)
    {
    }
    virtual void Play()
    {
        cout<<GetName()<<" 딩동댕 ♩♪♬"<<endl;
    }
    void Tuning()
    {
        cout<<"도도 레레 미미 파파"<<endl;
    }
};

class Drummer:public Musician
{
public:
    Drummer(string name):Musician(name)
    {
    }
    virtual void Play()
    {
        cout<<GetName()<<" 두두둥~~~"<<endl;
    }
};

int main()
{
    Musician *musicians[2];
    musicians[0] = new Pianist("피아노맨");
    musicians[1] = new Drummer("두둥맨");

    Pianist *pianist=0;
    for(int i = 0; i<2; i++)
    {
        pianist = dynamic_cast<Pianist *>(musicians[i]);//players[i]가 피아니스트인지 하향 캐스팅
        if(pianist)//피아니스트가 맞다면
        {
            pianist->Tuning();
        }
        musicians[i]->Play();
    }

    for(int i=0;i<2;i++)
    {
        delete musicians[i];
    }
    return 0;
}

▷ 실행 결과

도도 레레 미미 파파
피아노맨 딩동댕 ♩♪♬
두둥맨 두두둥~~~

하지만 일반화 관계일 때 언제나 dynamic_cast를 지원하지는 않습니다. 만약 가상 메서드를 정의한 것이 없으면 dynamic_cast를 지원하지 않아요. 따라서 dynamic_cast를 사용하려면 가상 메서드가 하나 이상 정의한 형식이어야 합니다.

dynamic_cast 오류

//하향 캐스팅 오류
//Program.cpp
#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

class Musician
{
    string name;
public:
    Musician(string name)
    {
        this->name = name;
    }
    string GetName()const
    {
        return name;
    }

    void Play()
    {
        cout<<name<<" 연주하다."<<endl;
    }
};
class Pianist:public Musician
{
public:
    Pianist(string name):Musician(name){    }    
    void Tuning()
    {
        cout<<"도도 레레 미미 파파"<<endl;
    }
};
class Drummer:public Musician
{
public:
    Drummer(string name):Musician(name){    }    
};
int main()
{
    Musician *musicians[2];
    musicians[0] = new Pianist("피아노맨");
    musicians[1] = new Drummer("두둥맨");
    Pianist *pianist=0;
    for(int i = 0; i<2; i++)
    {
        pianist = dynamic_cast<Pianist *>(musicians[i]);//가상 메서드가 없어서 컴파일 오류
        if(pianist)//피아니스트가 맞다면
        {
            pianist->Tuning();
        }
        musicians[i]->Play();
    }
    for(int i=0;i<2;i++)
    {
        delete musicians[i];
    }
    return 0;
}