7.7 타입 변환 (Casting)

타입 변환이란 변수의 타입을 다른 타입으로 바꾸는 것을 말합니다. 상속 관계에 있는 클래스 사이에서도 타입 변환이 가능합니다.

💡 핵심 비유: 역할 놀이 (Role Playing)

“학생은 사람이지만, 모든 사람이 학생은 아니다.”

1. 자동 변환 (Upcasting): 학생이 ‘사람’ 역할을 하는 것. (자연스러움)
2. 강제 변환 (Downcasting): 사람보고 ‘학생’ 역할을 하라고 시키는 것. (원래 학생이었던 사람만 가능!)

1. 자동 타입 변환 (Upcasting)

자식은 부모의 모든 특징을 물려받았습니다. 그래서 ‘자식은 부모다’라는 말이 성립합니다. 자식 객체를 부모 타입 변수에 대입할 때는 아무런 조치 없이 자동으로 변환됩니다.

// 고양이(자식)를 생성해서 동물(부모) 변수에 대입
Cat cat = new Cat();
Animal animal = cat; // 자동 타입 변환 (OK)

특징

• 부모 타입으로 변환되면, 부모 클래스에 있는 멤버(필드, 메소드)만 보입니다.
• 자식 클래스에서 추가한 기능(예: meow())은 가려져서 보이지 않습니다.
• 단, 오버라이딩된 메소드는 자식의 것이 실행됩니다! (중요: 다형성의 핵심)

2. 강제 타입 변환 (Downcasting)

부모 타입으로 변환된 객체를 다시 자식 타입으로 되돌리는 것입니다. 이때는 자동으로 안 되고, “내가 책임 질게!”라고 괄호( )를 써서 강제로 변환해야 합니다.

// 동물 변수에 들어있는 게 고양이가 맞다면
Animal animal = new Cat(); 

// 다시 고양이로 변환! (강제)
Cat cat = (Cat) animal;
cat.meow(); // 이제 다시 야옹 할 수 있다!

🔍 메모리 구조로 이해하기 (Deep Dive)

타입 변환이 일어난다고 해서 객체 자체가 바뀌는 것은 아닙니다. “객체를 바라보는 시야(Scope)”가 달라지는 것입니다.

• new Child()로 생성된 객체는 메모리에 Parent 영역과 Child 영역을 모두 가지고 있습니다.
• Parent 타입 변수는 부모 영역까지만 볼 수 있습니다.
• Child 타입 변수는 자식 영역까지 모두 볼 수 있습니다.

3. 심화: 주의사항 및 활용

⚠️ ClassCastException (변환 오류)

강제 타입 변환은 위험합니다. 만약 실체가 ‘강아지’인데 억지로 ‘고양이’로 바꾸려 하면 에러가 납니다.

Animal animal = new Dog(); // 실체는 강아지

// "너 고양이 해!" (불가능)
Cat cat = (Cat) animal; // ❌ 실행 시 에러 발생! (ClassCastException)

이런 오류를 막기 위해, 변환하기 전에 instanceof 연산자로 확인하는 것이 좋습니다.

❓ 왜 이렇게 변환을 하나요?

“여러 종류의 객체를 하나로 묶어서 관리하기 위해서”입니다.

예를 들어 동물원을 관리하는 프로그램이 있다고 해봅시다. 사자, 호랑이, 곰은 모두 다른 클래스이지만 Animal이라는 부모 클래스로 묶을 수 있습니다.

// 다형성을 이용한 관리
Animal[] zoo = {
    new Lion(),
    new Tiger(),
    new Bear()
};

for (Animal animal : zoo) {
    animal.sound(); // 각자 다른 소리를 냄 (오버라이딩)
}

이렇게 부모 타입 하나로 여러 자식 객체를 관리할 수 있는 것이 상속과 타입 변환의 가장 큰 장점입니다.

4. 예제 코드: 원리와 동작

Parent.java

public class Parent {
    public void field1() { System.out.println("부모 필드"); }
}

Child.java

public class Child extends Parent {
    public void field2() { System.out.println("자식 필드"); }
}

Main.java

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        // 1. 객체 생성
        Child child = new Child();
        
        // 2. 자동 타입 변환 (Upcasting)
        Parent parent = child;
        parent.field1(); // 가능
        // parent.field2(); // ❌ 불가능 (부모 눈에는 안 보임)

        // 3. 강제 타입 변환 (Downcasting)
        Child child2 = (Child) parent;
        child2.field2(); // ✅ 다시 가능 (자식 눈에는 보임)
    }
}