C++ 이야기 - [4] 캐스트 연산자 reinterpret_cast

C++의 4가지 캐스트 연산자에 대한 이야기 중 네 번째다.
이번은 그중에서 reinterpret_cast 에 대해서 이야기한다.

자...이제 C++ 캐스트 연산자의 복병이 등장한다.
이전에 static_cast 이야기를 하면서 살짝 사기를 쳤다.
C 스타일의 캐스팅과 가장 비슷한 기능을 하는 무적의 캐스팅은 그 이름도 복잡한 reinterpret_cast 다.

이 캐스트 연산자는 C 스타일의 캐스팅만큼은 아니지만 별반 차이 없이 무배뽀다.
캐스팅 대상을 캐스팅 타겟 타입으로 비트단위로 다시 재해석한다고 보면 된다.
다른 캐스트 연산자가 처리하지 못하고 남은 뒤치다꺼리를 모두 한다.
다만 const_cast 의 역할인 상수성을 날린다거나 하는 등의 기능은 수행하지 못한다.

- reinterpret_cast 사용
reinterpret_cast 를 사용하기 전에 용도와 제약 사항을 확인하자.

• 전혀 관계없는 타입 간의 변환
  
• 상속관계가 없는 클래스 간의 변환 포함
• const_cast 의 기능은 수행하지 못함
  

reinterpret_cast 는 C 캐스팅 연산자 다음으로 위험하다.
캐스팅 결과는 컴파일러마다 다를 수 있다. 그만큼 이식성이 적다.
캐스팅이 자유로운 만큼 모든 책임은 프로그래머에게 돌아온다.

[예제 1]
class BaseOne
{
public :
    virtual void Put1( void ) { cout << "BaseOne 1" << endl; }
    virtual void Put2( void ) { cout << "BaseOne 2" << endl; }
};

class BaseTwo
{
public :
    virtual void Put1( void ) { cout << "BaseTwo 1" << endl; }
};

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
    int IntValue = 1020;
    char* pCharPtr1 = NULL;
    char* pCharPtr2 = NULL;

    // 컴파일 오류 : 변환할 수 없는 타입
    //pCharPtr = IntValue;

    // 컴파일 오류 : 변환할 수 없는 타입
    //pCharPtr = static_cast<char*>( IntValue );

    // 컴파일 성공 : 정수를 포인터 타입으로 재해석함 (주소가 유효한지 검사안함)
    pCharPtr1 = reinterpret_cast<char*>( IntValue );

    // 해당 변수의 주소 영역에 값을 강제로 쓰는 것 같은 결과 (매우 위험)
    memcpy( &pCharPtr2, &IntValue, sizeof( pCharPtr2 ) );

    BaseOne* pBaseOne = NULL;
    BaseTwo* pBaseTwo = new BaseTwo;

    // 컴파일 오류 : 상속 관계가 없음
    //pBaseOne = pBaseTwo;

    // 컴파일 성공 : 비트 단위로 재해석함
    pBaseOne = reinterpret_cast<BaseOne*>( pBaseTwo );

    // 런타임 오류 발생
    pBaseOne->Put2();

    const char* pConstCharPtr = NULL;
    char* pCharPtr = NULL;

    // 컴파일 오류 : reinterpret_cast 도 상수성은 제거 못함
    //pCharPtr = reinterpret_cast<char*>( pConstCharPtr );

    // 컴파일 성공 : const_cast 의 고유 기능
    pCharPtr = const_cast<char*>( pConstCharPtr );

    return 0;
}

위의 [예제 1] 에서 reinterpret_cast 의 기본 동작을 볼 수 있다.
[예제 1] 의 'pCharPtr1 = reinterpret_cast<char*>( IntValue );' 처럼 포인터 변수에 주소 값을 명시적으로 세팅할 때 reinterpret_cast 를 사용할 수 있다.
이때 해당 주소 값이 유효한지 검사는 하지 않는다. 잘못된 주소 값이라면 런타임에 문제가 발생한다.

'pBaseOne = reinterpret_cast<BaseOne*>( pBaseTwo );' 에서 볼 수 있듯이 아무런 관계가 없는 클래스 포인터 간에도 변환은 성공한다.
[예제 1] 을 실행 시 런타임 오류가 나는 것처럼 컴파일러가 뒷감당을 해주지는 않는다.
이런 문제점 때문에 최대한 reinterpret_cast 의 사용을 권장하지 않는 것이다.

- 참고
'memcpy( &pCharPtr2, &IntValue, sizeof( pCharPtr2 ) );' 처럼 메모리 복사로 reinterpret_cast 를 흉내 내서 같은 결과를 도출해봤지만 다른 구현환경에서도 같은 결과가 나올지는 알 수 없다.