[kotlin] 타입 체크와 캐스팅

Kotlin의 타입 체크와 캐스팅

Kotlin에서 타입 체크와 캐스팅은 객체 지향 프로그래밍의 핵심 기능입니다. 이 가이드에서는 Kotlin의 타입 체크와 캐스팅 기능을 모든 코드 예제와 함께 상세히 살펴보겠습니다.

 

아래 글은 kotlinlang.org의 공식 홈페이지의 문서를 참고하였습니다.

 

 

 

---

 

is와 !is 연산자 (is and !is operators)

is와 !is 연산자는 객체의 타입을 런타임에 확인할 수 있게 해줍니다.

if (obj is String) {
    print(obj.length)
}

if (obj !is String) { // !(obj is String)과 동일
    print("문자열이 아닙니다")
} else {
    print(obj.length)
}

이 연산자들은 특히 다형성을 활용할 때 유용합니다. 예를 들어, 여러 타입의 객체를 처리해야 하는 함수에서 각 객체의 타입에 따라 다른 동작을 수행할 수 있습니다.

 

 

스마트 캐스트 (Smart casts)

Kotlin의 스마트 캐스트 기능은 명시적인 캐스팅 없이도 컴파일러가 자동으로 타입을 추론하고 캐스팅해주는 강력한 기능입니다.

fun demo(x: Any) {
    if (x is String) {
        print(x.length) // x가 자동으로 String으로 캐스트됨
    }
}

 

 

컴파일러는 음수 체크가 반환으로 이어질 경우에도 캐스트가 안전하다는 것을 알 만큼 똑똑합니다:

if (x !is String) return

print(x.length) // x가 자동으로 String으로 캐스트됨

 

스마트 캐스트는 코드를 더 간결하고 안전하게 만들어줍니다. 특히 타입 체크 후 해당 타입의 멤버에 접근할 때 매우 유용합니다.

 

 

제어 흐름 (Control flow)

스마트 캐스트는 if, when, while 등 다양한 제어 흐름 구조에서 작동합니다:

when (x) {
    is Int -> print(x + 1)
    is String -> print(x.length + 1)
    is IntArray -> print(x.sum())
}

 

 

이는 복잡한 타입 체크와 캐스팅 로직을 간결하게 표현할 수 있게 해줍니다.

boolean 변수를 사용하여 조건을 표현할 수도 있습니다:

class Cat {
    fun purr() {
        println("Purr purr")
    }
}

fun petAnimal(animal: Any) {
    val isCat = animal is Cat
    if (isCat) {
        // 컴파일러는 isCat에 대한 정보를 알고 있으므로,
        // animal이 Cat 타입으로 스마트 캐스트되었음을 알 수 있습니다.
        // 따라서 purr() 함수를 호출할 수 있습니다.
        animal.purr()
    }
}

fun main(){
    val kitty = Cat()
    petAnimal(kitty)
    // 출력: Purr purr
}

 

 

논리 연산자 (Logical operators)

스마트 캐스트는 &&와 || 연산자와 함께 사용될 때도 작동합니다:

// x는 || 연산자의 오른쪽에서 자동으로 String으로 캐스트됨
if (x !is String || x.length == 0) return

// x는 && 연산자의 오른쪽에서 자동으로 String으로 캐스트됨
if (x is String && x.length > 0) {
    print(x.length) // x가 자동으로 String으로 캐스트됨
}

 

 

객체에 대한 타입 체크를 || 연산자로 결합하면, 가장 가까운 공통 상위 타입으로 스마트 캐스트됩니다:

interface Status {
    fun signal() {}
}

interface Ok : Status
interface Postponed : Status
interface Declined : Status

fun signalCheck(signalStatus: Any) {
    if (signalStatus is Postponed || signalStatus is Declined) {
        // signalStatus가 공통 상위 타입 Status로 스마트 캐스트됨
        signalStatus.signal()
    }
}

 

 

인라인 함수 (Inline functions)

인라인 함수 내에서 캡처된 변수에 대해서도 스마트 캐스트가 가능합니다:

interface Processor {
    fun process()
}

inline fun inlineAction(f: () -> Unit) = f()

fun nextProcessor(): Processor? = null

fun runProcessor(): Processor? {
    var processor: Processor? = null
    inlineAction {
        // 컴파일러는 processor가 지역 변수이고 inlineAction()이
        // 인라인 함수이므로 processor에 대한 참조가 유출될 수 없음을 알고 있습니다.
        // 따라서 processor를 안전하게 스마트 캐스트할 수 있습니다.

        // processor가 null이 아니면 스마트 캐스트됩니다.
        if (processor != null) {
            // 컴파일러는 processor가 null이 아님을 알고 있으므로
            // 안전 호출이 필요하지 않습니다.
            processor.process()
        }

        processor = nextProcessor()
    }

    return processor
}

이 기능은 성능 최적화와 함께 타입 안전성을 제공합니다.

 

 

예외 처리 (Exception handling)

스마트 캐스트 정보는 catch와 finally 블록으로도 전달됩니다:

fun testString() {
    var stringInput: String? = null
    // stringInput이 String 타입으로 스마트 캐스트됨
    stringInput = ""
    try {
        // 컴파일러는 stringInput이 null이 아님을 알고 있음
        println(stringInput.length)
        // 0

        // 컴파일러는 stringInput에 대한 이전 스마트 캐스트 정보를 거부합니다.
        // 이제 stringInput은 String? 타입입니다.
        stringInput = null

        // 예외 발생
        if (2 > 1) throw Exception()
        stringInput = ""
    } catch (exception: Exception) {
        // 컴파일러는 stringInput이 null일 수 있음을 알고 있으므로
        // stringInput은 nullable 상태를 유지합니다.
        println(stringInput?.length)
        // null
    }
}

이는 예외 처리 시 nullable 타입을 더 안전하게 다룰 수 있게 해줍니다.

 

 

"안전하지 않은" 캐스트 연산자 ("Unsafe" cast operator)

명시적 캐스팅이 필요할 때는 as 연산자를 사용합니다:

val x: String = y as String

 

 

하지만 이 방법은 캐스팅이 실패할 경우 예외를 발생시키므로 주의가 필요합니다.

y가 null인 경우에도 예외가 발생합니다. null 값을 허용하려면 nullable 타입으로 캐스트해야 합니다:

val x: String? = y as String?

 

"안전한" (nullable) 캐스트 연산자 ("Safe" (nullable) cast operator)

예외를 피하기 위해 as? 연산자를 사용할 수 있습니다:

val x: String? = y as? String

이 방법은 캐스팅 실패 시 null을 반환하므로, null 안전성을 유지하면서 캐스팅을 수행할 수 있습니다.

 

 

Kotlin의 타입 체크와 캐스팅 기능은 코드의 안전성과 표현력을 크게 향상시킵니다. 스마트 캐스트를 통해 대부분의 경우 명시적인 캐스팅 없이도 타입 안전성을 보장할 수 있으며, 필요한 경우 as와 as? 연산자를 사용하여 명시적 캐스팅을 수행할 수 있습니다.

이러한 기능들을 적절히 활용하면 더 안전하고 읽기 쉬운 Kotlin 코드를 작성할 수 있습니다. 특히 다양한 타입의 객체를 다루는 복잡한 로직에서 이러한 기능들이 큰 도움이 될 것입니다.

Kotlin 개발자라면 이러한 타입 체크와 캐스팅 기능을 잘 이해하고 적절히 사용하는 것이 중요합니다. 이를 통해 더 견고하고 유지보수가 용이한 코드를 작성할 수 있을 것입니다.

 

 

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