캐스팅(C++/CX)

아티클
12/13/2023

Windows 런타임 형식에는 static_cast 연산자, dynamic_cast 연산자, safe_cast 연산자, reinterpret_cast 연산자 등 네 가지 캐스트 연산자가 적용됩니다. static_cast 변환을 수행할 수 없는 경우 예외를 safe_cast throw합니다. static_cast 연산자는 컴파일 시간 형식 검사 수행합니다. dynamic_cast 는 형식을 변환하지 못할 경우 nullptr 을 반환합니다. reinterpret_cast 는 null이 아닌 값을 반환하지만 이는 잘못되었을 수 있습니다. 따라서 캐스팅이 성공할지 여부를 모른다면 reinterpret_cast 를 사용하지 않는 것이 좋습니다. 또한 C++/CX 코드와 동일 reinterpret_cast하므로 C 스타일 캐스트를 사용하지 않는 것이 좋습니다.

또한 컴파일러와 런타임은 암시적 캐스트를 수행합니다. 예를 들어, 매개 변수 형식이 Object^인 메서드에 값 형식 또는 기본 제공 형식이 인수로 전달될 때 boxing 연산에서 암시적 캐스트를 수행합니다. 이론적으로 런타임에는 암시적 캐스트로 인해 예외가 발생하지 않습니다. 컴파일러가 암시적 변환을 수행할 수 없는 경우 컴파일 시 오류가 발생합니다.

Windows 런타임 예외 대신 HRESULT 오류 코드를 사용하는 COM에 대한 추상화입니다. 일반적으로 Platform::InvalidCastException 은 E_NOINTERFACE의 하위 수준 COM 오류를 나타냅니다.

static_cast

컴파일 시 static_cast 검사를 통해 두 형식 간에 상속 관계가 있는지 여부를 확인합니다. 형식이 관련되지 않은 경우 컴파일러 오류가 발생합니다.

ref 클래스의 static_cast 에 의해서도 런타임 검사가 수행됩니다. ref 클래스의 static_cast 가 컴파일 타임 확인을 통과할 수 있지만 런타임에는 여전히 실패합니다. 이 경우 Platform::InvalidCastException 이 throw됩니다. 대개 이러한 예외는 거의 항상 개발 및 테스트 중에 제거할 수 있는 프로그래밍 오류를 나타내기 때문에 무시해도 됩니다.

코드에서 두 형식 간의 관계를 명시적으로 선언하고 그에 따라 캐스팅이 확실히 작동하는 경우 static_cast 를 사용합니다.

    interface class A{};
    public ref class Class1 sealed : A { };
    // ...
    A^ obj = ref new Class1(); // Class1 is an A
    // You know obj is a Class1. The compiler verifies that this is possible, and in C++/CX a run-time check is also performed.
    Class1^ c = static_cast<Class1^>(obj);

safe_cast

safe_cast 연산자는 Windows 런타임 일부입니다. 변환에 실패하는 경우 런타임 형식 검사를 수행하고 Platform::InvalidCastException 을 throw합니다. 런타임 오류가 예외 조건을 나타내는 경우 safe_cast 사용합니다. safe_cast 주요 목적은 개발 및 테스트 단계가 발생하는 시점에 프로그래밍 오류를 식별하는 것입니다. 처리되지 않은 예외가 오류 발생 시점을 나타내므로 예외를 처리할 필요가 없습니다.

코드에서 관계를 선언하지는 않지만 캐스팅이 확실히 작동하는 경우 safe_cast를 사용합니다.

    // A and B are not related
    interface class A{};
    interface class B{};
    public ref class Class1 sealed : A, B { };
    // ...
    A^ obj = ref new Class1();

    // You know that obj's backing type implements A and B, but
    // the compiler can't tell this by comparing A and B. The run-time type check succeeds.
    B^ obj2 = safe_cast<B^>(obj);

dynamic_cast

개체(더 구체적으로는 hat^)를 더 파생된 형식으로 캐스팅할 때는 dynamic_cast 대상 개체가 때때로 nullptr 실패하거나 캐스트가 실패할 수 있으며 해당 조건을 예외 대신 일반 코드 경로로 처리하려고 합니다. 예를 들어 빈 앱(유니버설 Windows) 프로젝트 템플릿 OnLaunched 에서 app.xaml.cpp의 메서드는 앱 창에 콘텐츠가 있는지 여부를 테스트하는 데 사용합니다dynamic_cast. 콘텐츠가 없으면 오류가 아닙니다. 예상된 조건입니다. Windows::Current::Content 는 Windows::UI::XAML::UIElement 이며 상속 계층 구조에서 더 많이 파생된 형식인 Windows::UI.XAML::Controls::Frame으로 변환됩니다.

void App::OnLaunched(Windows::ApplicationModel::Activation::LaunchActivatedEventArgs^ args)
{
    auto rootFrame = dynamic_cast<Frame^>(Window::Current->Content);

    // Do not repeat app initialization when the window already has content,
    // just ensure that the window is active
    if (rootFrame == nullptr)
    {
        // Create a Frame to act as the navigation context and associate it with
        // a SuspensionManager key
        rootFrame = ref new Frame();
        // ...
    }
}

dynamic_cast 의 또 다른 용도는 Object^ 를 검색하여 boxed 값 형식이 있는지 확인하는 것입니다. 이 경우 dynamic_cast<Platform::Box> 나 dynamic_cast<Platform::IBox>를 시도합니다.

dynamic_cast 및 추적 참조(%)

추적 참조에 dynamic_cast 적용할 수도 있지만 이 경우 캐스트는 safe_cast 것처럼 동작합니다. 추적 참조는 Platform::InvalidCastException 값을 가질 수 없으므로 실패 시 nullptr이 throw됩니다.

reinterpret_cast

컴파일 타임 검사 또는 런타임 검사 중 어느 것도 수행되지 않으므로 reinterpret_cast 를 사용하지 않는 것이 좋습니다. 최악의 경우 reinterpret_cast 프로그래밍 오류가 개발 시 검색되지 않고 프로그램 동작에 미묘하거나 치명적인 오류가 발생할 수 있습니다. 드문 경우지만 관련되지 않은 형식 간의 캐스팅이 필요하며 해당 캐스트의 성공이 확실할 때만 reinterpret_cast 를 사용하는 것이 좋습니다. 드물게 사용하는 예제는 Windows 런타임 형식을 기본 ABI 형식으로 변환하는 것입니다. 즉, 개체에 대한 참조 계산을 제어합니다. 이렇게 하려면 ComPtr Class 스마트 포인터를 사용하는 것이 좋습니다. 그렇지 않으면 인터페이스에서 릴리스를 명시적으로 호출해야 합니다. 다음 예제에서는 ref 클래스를 IInspectable*로 캐스팅하는 방법을 보여 줍니다.

#include <wrl.h>
using namespace Microsoft::WRL;
auto winRtObject = ref new SomeWinRTType();
ComPtr<IInspectable> inspectable = reinterpret_cast<IInspectable*>(winRtObject);
// ...

한 Windows 런타임 인터페이스에서 다른 인터페이스로 변환하는 데 사용하면 reinterpret_cast 개체가 두 번 해제됩니다. 따라서 C++ 이외 구성 요소 확장 인터페이스로 변환할 때만 이 캐스트를 사용합니다.

ABI 형식

ABI 형식은 Windows SDK의 헤더에 있습니다. 편의를 위해 헤더는 네임스페이스의 이름을 따릅니다(예: windows.storage.h).
ABI 형식은 특수 특수 네임스페이스 ABI에 있습니다(예: ABI::Windows::Storage::Streams::IBuffer*).
Windows 런타임 인터페이스 형식과 해당 ABI 형식 간의 변환은 항상 안전합니다. 즉, IBuffer^ABI::IBuffer*
Windows 런타임 클래스가 알려진 경우 항상 기본 인터페이스로 변환 IInspectable* 해야 합니다.
ABI 형식으로 변환한 후에는 형식의 수명을 승인하고 COM 규칙을 따라야 합니다. ABI 포인터의 수명 관리 간소화를 위해 WRL::ComPtr 을 사용하는 것이 좋습니다.

다음 표에는 reinterpret_cast를 안전하게 사용하는 경우가 요약되어 있습니다. 모든 경우에 캐스팅은 양방향으로 안전합니다.

캐스트에서 캐스팅한 다음	캐스팅한 다음
`HSTRING`	`String^`
`HSTRING*`	`String^*`
`IInspectable*`	`Object^`
`IInspectable**`	`Object^*`
`IInspectable-derived-type*`	`same-interface-from-winmd^`
`IInspectable-derived-type**`	`same-interface-from-winmd^*`
`IDefault-interface-of-RuntimeClass*`	`same-RefClass-from-winmd^`
`IDefault-interface-of-RuntimeClass**`	`same-RefClass-from-winmd^*`