JAVA : Casting (캐스팅)

자 오늘은 캐스팅이 관해서 공부를 해보자.

 

캐스팅은 자바에서 상당히 중요한 개념이라고 할 수 있으니, 잘 알아두는 것이 좋다.

 

캐스팅이란?

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캐스팅은, 객체가 가지고 있는 타입으로 형변환 하는 것을 의미한다.

캐스팅에는 형변환과 같이 두 가지로 변환 방법이 존재하는데,

 

1. 강제 형변환(명시적 형변환) : 강제로 변환 시킬 형태로 명시를 해주는 것인데, 예시는

(하위타입)업캐스팅된 하위 타입 객체;   즉, 이는 다운캐스팅(down casting)을 시킬때 사용한다.

 

 2. 자동 형변환(묵시적 형변환) : 자료형을 직접 명시하지 않고, 자동적으로 캐스팅 되는 것이다.

예시는 다음과 같다

(상위타입)하위타입 객체명;

상위타입명 변수명 = 하위 타입 객체명;
상위타입명 변수명 = (상위타입)하위 타입 객체명;
상위타입명 변수명 = new 자식 타입 생성자();

 

우리가 캐스팅을 이야기 할 때, 주로 up 캐스팅과 down 캐스팅을 이야기한다.

그렇다면 이게 무슨 의미인지 한 번 알아보자.

 

우선, 저장공간이 객체의 상위타입이라면 해당 객체가 상위타입으로 형변환 되어야한다.

 

A라는 부모 클래스가 있고, B라는 클래스가 자식클래스라고 하자.

그렇다면 B클래스는 A클래스를 상속받고 있을 것이다.

이때, B 클래스에서 선언한 객체가 A 클래스(부모)의 필드나 메소드를 사용하기 위해서는

객체화를 해야할 것이다. 하지만 B클래스 내부에 있는 객체가 아니고 부모의 정보를 받아오는 객체이므로,

바로 사용할 수 없고 형변환을 통해 up 캐스팅을 해야한다. 그러고나서 부모 클래스의 필드나 메소드를 

객체로 불러오는 것이다.

 

down 캐스팅은 반대로 부모 클래스의 객체 생성을 할 때, 자식의 것을 사용하기 위해 down 하는 것이라고 생각

할 수 있겠지만 전혀 그렇지 않고, 오히려 up 캐스팅으로 변환된 형을 다시 원복 시키는 것이 down 캐스팅이다.

 

이유는, 상속의 개념을 알고 있다면 유추할 수 있듯이, 부모의 것을 자식에게 상속시켰다고 해서, 부모가 자식의 것을

가지고 있는 것이 아닌 것처럼, 캐스팅도 마찬가지이다. 부모 클래스는 자식클래스의 타입과 멤버를 가지지 않기에,

캐스팅을 하는 것이 의미가 없는 것이다.

 

그렇다면 우리가 casting을 사용하는 이유는 크게 무엇일까?

 

1. up casting : 다양한 타입을 한번에 관리하기 위해서
2. down casting : up casting된 자식에서 자식 클래스의 멤버를
사용해야 하는 경우 

 

마지막으로 객체의 타입이 존재하는지 확인하고 싶다면 instaceof 를 사용하면 된다

객체의 타입 확인(instanceof)

a instanceof A : a객체가 클래스 A의 타입을 가지면 true, 아니라면 false

이제 예시를 보자.

 

업캐스팅과 다운캐스팅을 사용하는 가장 기본적인 예시를 하나 가져와봤다.

 

package casting;

public class Car {
	/*
	1. Car 클래스 선언

	- 필드 : 차량의 색상(color), 엔진 상태(engineState)
	- 생성자 : 차량의 색상을 전달받아 초기화한다. 엔진 상태는 항상 꺼짐으로 초기화한다
	- turnOn 메소드 : 자동차 시동을 킵니다 를 출력 후 엔진 상태를 켜짐으로 변경한다
	- turnOff 메소드 : 자동차 시동을 끕니다 를 출력 후 엔진 상태를 꺼짐으로 변경한다
	- checkInfo 메소드 : 현재 저장되어 있는 차량의 색상과 차량의 엔진상태 필드를 출력한다
		-> 출력 예시 :
			color = red
			engineState = true
 */
	
	// 필드(field)
	String color;
	boolean engineState;
	
	// 생성자(constructor)
	Car(String color){
		this.color = color;
	}
	
	// 메소드(method)
	void turnOn() {
		System.out.println("자동차 시동을 킵니다");
		engineState = true;
	}
	
	void turnOff() {
		System.out.println("자동차 시동을 끕니다");
		engineState = false;
	}
	
	void checkInfo() {
		System.out.println("color = " + color);
		System.out.println("engineState = " + engineState);
	}

	
}

우선 이 코드는 부모 클래스라고 할 수 있는 Car 클래스이다. 메소드가 3개 정의되어있고 필드엔 2개 생성자는 컬러를 받고있는 것을 알 수 있다.

 

package casting;

public class DieselCar extends Car{
	
	/*
	 * DieselCar(){
	 * 		super();
	 * }
	 * 
	 * 
		2. Car 클래스를 상속받는 DieselCar 클래스 선언

		- 필드 : 최대 주유량(maxOil), 현재 주유량(currentOil)
		- 생성자 : 차량의 색상, 최대 주유량을 전달받아 초기화한다.
			단, 상속받은 필드는 부모 생성자를 통해 초기화한다
			단, 현재 주유량은 항상 0으로 초기화한다
		- fillUp 메소드 : 전달한 주유량 만큼 주유 후(현재 주유량 변경) 주유 완료 출력
			단, 아래의 경우는 정상 주유를 진행하지 않는다
                      -> 시동이 켜져있는 경우 : 시동이 켜진 상태입니다 출력
			-> 전달한 주유량이 음수일 경우 : 잘못된 주유량 입니다 출력
			-> 전달한 주유량이 최대 주유량을 벗어날 경우 : 최대 주유 가능량은 얼마 입니다 출력후, 최대 주유량 만큼만 주유
			-> 전달한 주유량과 현재 주유량의 합이 최대 주유량을 벗어날 경우 : 최대 주유 가능량은 얼마 입니다, 최대 주유량 만큼만 주유
		- checkInfo 메소드 : 상속받은 checkInfo 메소드를 사용하여 재정의한다(오버라이딩)
			상속받은 필드 외에 직접 선언한 현재 주유량과 최대 주유량도 출력한다
			-> 출력 예시 :
				color = red
				engineState = true
				currentOil = 30
				maxOil = 50
	 */
	
	// 필드(field)
	int maxOil;
	int currentOil;
	
	// 생성자(constructor)
	DieselCar(String color, int maxOil){
		// 부모에게 상속받은 필드는 부모 생성자에게 전달
		super(color);
		// 자식에서 선언한 필드는 자식에서 초기화
		this.maxOil = maxOil;
	}
	
	// 메소드(method)
	/*
	 * - fillUp 메소드 : 전달한 주유량 만큼 주유 후(현재 주유량 변경) 주유 완료 출력
			단, 아래의 경우는 정상 주유를 진행하지 않는다
            -> 시동이 켜져있는 경우 : 시동이 켜진 상태입니다 출력
			-> 전달한 주유량이 음수일 경우 : 잘못된 주유량 입니다 출력
			-> 전달한 주유량이 최대 주유량을 벗어날 경우 : 최대 주유 가능량은 얼마 입니다 출력후, 최대 주유량 만큼만 주유
			-> 전달한 주유량과 현재 주유량의 합이 최대 주유량을 벗어날 경우 : 최대 주유 가능량은 얼마 입니다, 최대 주유량 만큼만 주유
	 */
	void fillUp(int oilNum) {
		// 엔진이 켜져있으면 주유를 하지 못한다
		// engineState가 true라면 주유하지 못한다
		if(engineState) {
			System.out.println("시동이 켜진 상태입니다");
			// 엔진이 켜져있다면 메소드의 실행을 종료한다!
			return;
		}
		// 희망하는 주유량이 음수일 경우
		if(oilNum < 0) {
			System.out.println("잘못된 주유량 입니다");
		}else if(currentOil + oilNum >= maxOil) {
			// 희망하는 주유량이 최대 주유량을 넘을경우
			// 희망하는 주유량과 현재 주유량의 합계가 최대 주유량을 넘을경우
			System.out.println("최대 주유 가능량은" + maxOil + " 입니다");
			currentOil = maxOil;
		}else {
			// 희망하는 주유량, 현재 주유량, 최대 주유량, 엔진 상태가 정상일 경우
			currentOil += oilNum;
			System.out.println("주유 완료!");
		}
		
	}
	
	// 상속받은 checkInfo 메소드를 재정의한다 => 메소드 오버라이딩
	@Override
	void checkInfo() {
//		System.out.println("color = " + color);
//		System.out.println("engineState = " + engineState);
		super.checkInfo();
		System.out.println("maxOil = " + maxOil);
		System.out.println("currentOil = " + currentOil);
	}
	
	
	

}

이 클래스는 자식 클래스로 Car 클래스를 상속받는 Diesel Car 클래스이다.

package casting;

public class CastingTest {

	public static void main(String[] args) {

		DieselCar diesel1 = new DieselCar("red", 10);
		// up casting 사용
		// 상위타입명 변수명 = 하위 타입 객체명;
		// 부모타입명 변수명 = 자식 객체명;
		
		// 대입연산자는 항상 왼쪽 저장공간과 오른쪽 값의 자료형을 체크한다
		// 다를 경우 자동 형변환 할수 있으면 자동 형변환이 진행된다
		Car castingObj = diesel1;
		Car castingObj2 = (Car)diesel1;
		
		// 업캐스팅된 자식 객체는 자식에서 선언한 메소드와 필드를 사용하지 못한다
//		castingObj.fillUp(20);
//		System.out.println(castingObj.maxOil);
//		System.out.println(castingObj.currentOil);
		// 단, 재정의된 메소드는 업캐스팅된 상태에서 사용 가능
		castingObj.checkInfo();
		
		// down casting 사용
		// 자식에서 선언한 필드와 메소드를 사용하기 위해 다시 자식타입(하위)으로 형변환한다
		
		DieselCar dCastingObj = (DieselCar)castingObj;
		
		dCastingObj.turnOn();
		dCastingObj.fillUp(5);
		dCastingObj.checkInfo();
		
		// down casting한 객체를 변수에 저장하지 않고 바로 필드 또는 메소드를 사용한다
		((DieselCar)castingObj).fillUp(3);
		System.out.println(((DieselCar)castingObj).maxOil);
	
		
		
	}

}

메인 메소드가 선언되어있는 코드이다.

 

-->

우선 DieselCar 클래스는 Car 클래스를 상속받고 있다. checkInfo() 메소드는 오버라이딩이 되어있는 상태이므로

캐스팅이 된 상태일지라도 바로 사용이 가능하다는 점 유의하자.

 

사실 위의 예시는 디젤카의 속성만 따져볼 것이라면 업캐스팅과 다운캐스팅을 굳이 하지 않아도 되는건 사실이다.

어차피 DielelCar 클래스가 Car클래스의 모든 것을 상속 받고 있고 필요한 메소드는 오버라이딩으로 재정의까지 했으니말이다. 하지만 그럼에도 해본 것은, 캐스팅의 느낌을 알아보기 위해서다.

 

이는 캐스팅의 가장 기본이라고 할 수 있다.

 

*** 오늘 casting 핵심 ***

1. 객체는 여러개의 자료형(타입)을 가진다
2. 자식클래스는 상속받은 부모 클래스의 자료형(타입)을 가진다
3. 객체는 가지고 있는 자료형(타입)으로 형변환 가능하다
4. 부모클래스는 자식클래스의 자료형(타입)을 가지지 않는다!