[C++] 캐스트 이해하기 (1) - static_cast

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1. 들어가기

C++로 개발하다 보면 가장 자주 보는 캐스트가 static_cast다
그런데 막상 “언제 정확히 써야 하는지”를 설명해 보라고 하면
대충 “타입 맞을 때 쓰는 거” 정도로 흐리게 넘어갈 때가 많다

이 글에서는

• static_cast가 정확히 어떤 캐스트인지
• C 스타일 캐스트와 뭐가 다른지
• 실무 코드에서 자주 쓰는 패턴

을 정리해 본다

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2. static_cast가 하는 일

한 줄로 요약하면

컴파일러가 타당하다고 판단할 수 있는 범위 안에서
타입 변환을 수행하는 캐스트

 

주로 이런 상황에서 사용된다

• 정수 ↔ 실수 변환
  • int → double, double → int
• 상속 관계에서 업캐스트
  • Derived* → Base*
• void* → 구체적인 포인터 타입
• enum ↔ 정수형 변환

static_cast는 논리적으로 말이 되는 변환만 허용한다고 보면 된다

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3. 예제 숫자 타입 변환

int count = 7;
double avg = static_cast<double>(count) / 3.0;

 

굳이 static_cast를 안 써도 컴파일은 되지만
이렇게 써 두면

• 여기서 의도적으로 double로 바꾼다
• 정수 나누기가 아니라 실수 나누기를 하겠다는 의도다

라는 걸 코드만 보고도 바로 알 수 있다

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4. 예제 상속 관계 업캐스트 / 다운캐스트

struct Animal {
    virtual ~Animal() {}
    virtual void Speak() = 0;
};

struct Dog : Animal {
    void Speak() override { std::cout << "Woof\n"; }
    void Shake() { std::cout << "Tail shaking\n"; }
};

void Sample()
{
    Dog d;

    // 업캐스트  암시적으로도 가능하지만
    Animal* p1 = &d;
    Animal* p2 = static_cast<Animal*>(&d); // 이렇게 명시도 가능

    // 다운캐스트  실제 타입이 Dog라는 걸 확신하는 상황
    Dog* pDog = static_cast<Dog*>(p1);
    pDog->Shake();
}

 

여기서 업캐스트는 안전하다
Dog는 항상 Animal이기 때문이다

반대로 다운캐스트는
p1이 진짜 Dog를 가리킬 때만 안전하다
만약 Cat 타입 객체를 가리키고 있는데
static_cast<Dog*>를 해 버리면 동작이 정의되지 않는다

타입이 확실하지 않은 다운캐스트라면
static_cast 대신 dynamic_cast 를 고려하는 게 좋다

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5. 언제 static_cast를 써야 할까 체크리스트

아래 질문에 “예”라고 답할 수 있다면 static_cast 후보라고 보면 된다

1 이 변환은 설계상 당연히 허용되는가
2 타입이 논리적으로 서로 호환되는가

• 예 숫자 ↔ 숫자, 업캐스트, void* → 원래 타입
  3 런타임에 타입을 확인할 필요가 없는가

그렇지 않고

• 메모리 레이아웃까지 억지로 바꿔가며 캐스트해야 한다
  → reinterpret_cast 쪽에 더 가깝고
• 타입이 맞는지 런타임에 확인해야 한다
  → dynamic_cast 후보에 가깝다

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6. 주의할 점

• 다운캐스트에 static_cast를 남발하면
  나중에 타입이 바뀌었을 때
  조용히 크래시나는 코드를 만들기 쉽다
• static_cast는 “안전해 보이지만
  프로그램이 잘못된 전제를 가지고 있으면 그대로 따라간다”는 점을 기억해야 한다

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7. 정리

• static_cast는 “타당한 범위 안에서의 타입 변환” 이라고 기억하면 편하다
• 숫자 계산이나 업캐스트, void*에서 원래 타입으로 돌아올 때 특히 자주 쓰인다
• 다운캐스트에도 쓸 수 있지만
  이 경우에는 “정말 타입이 맞는지” 한 번 더 생각해 보는 습관이 필요하다

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