[Java] 형 변환 Type Casting / String <-> int / 정수 <-> 실수 / 정수 <-> 정수 / 오버플로우

 

공부를 계속하며 이런저런 코드를 작성하다보면,

서로 다른 타입의 변수를 대입하거나 연산해야 하는 경우를 맞이한다.

 

자바는 타입에 예민하기 때문에,

타입이 불일치한 상태에서 대입&연산을 시도하면 대부분 에러를 내뿜는다.

 

그렇기에 변수를 대입&연산 하기 전, 타입을 일치시켜주는 과정을 거쳐야 하는데

이를 형 변환(Casting) 이라 한다.

 

 

이번 포스팅에서는, 형 변환에 대해 알아보겠다.

 

 

---

 

형 변환 기초 개념

 

● 기본형 자료형 중, 논리 타입(boolean)을 제외한 나머지 자료형은

모두 형 변환이 가능하다.

 

 

● 형 변환이라는 말 그대로,

해당 변수의 타입을 변환해 줄 뿐, 값은 유지되어야 한다는 근본이 있다.

ex)
정수 타입 int : 100  =>  문자열 String : "100"
 =>  정수 타입 int : 100

 

- 하지만, 일부의 경우에 한해서 값이 변동될 수도 있다.

ex)
실수 타입 double : 10.5  =>  정수 타입 int : 10

 

실수 타입이 정수 타입으로 변환될 때는,

소수점이 과감하게 버려지는 케이스다.

 

변환을 적용하게 해주는 대신,

정수 타입답게, 정수까지만 인정해주는 모습이다.

 

 

● 변환 후에도 타입이 불일치 한다면, 형 변환을 적용할 수 없다.

 

ex)
문자열 String "오스카"  =>  정수 타입 int : 에러(변환 불가)

 

 

---

 

형 변환 예제

 

이제 형 변환을 적용할 때 작성하는 코드를 알아보자.

 

 

● 문자열 String <=> 정수 타입 int

 

형 변환을 가장 많이 사용하는 케이스다.

 

 

· String => int 변환

	String s = "10";
		
	int i1 = Integer.parseInt(s);
	int i2 = Integer.valueOf(s);

 

위처럼 Integer 클래스의 parseInt(), valueOf() 메서드를 사용한다.

 

두 가지 메서드 모두 int 타입으로 변환해주고, 결과 값도 같다.

차이점이 있다면 다음과 같다.

 

- parseInt() : 기본형 자료형 int 타입을 반환해준다.

- valueOf() : int 타입의 Wrapper Class인 Integer 객체를 반환해준다.

 

 

 

실제로 Integer 클래스를 찾아가 확인해보니,

parseInt() 메서드는 valueOf() 메서드 안에 포함되어 있었으며,

 

그 형태만을 Integer 객체로서 반환하고 있었다.

 

Integer.parseInt()

 

Integer.valueOf()

 

또한, Wrapper Class의 AutoBoxing이 도입된 이후로 parseInt()와 valueOf()는

사용성에 있어서는 차이점이 거의 없어졌다고 발표되었다.

 

결론적으로, 두 가지 메서드 중 어떤 것을 사용해도 무방하다.

 

 

이제, 형 변환이 적용되었는지 확인해보자.

	// 변수 생성 및 형변환.
	String s = "10";
	int i1 = Integer.parseInt(s);
	int i2 = Integer.valueOf(s);
		
	// 생성한 변수 값 출력.
	System.out.println(s);
	System.out.println(i1);
	System.out.println(i2);
		
	System.out.println(); // 줄바꿈.
		
	// 형변환 후, 타입 확인 출력.
	System.out.println(s.getClass().getSimpleName());
	System.out.println(((Object)i1).getClass().getSimpleName());
	System.out.println(((Object)i2).getClass().getSimpleName());

 

출력 결과는 다음과 같다.

 

형 변환이 성공적으로 이루어졌다.

 

(사실, 변수 초기화 단계에서 에러를 내뿜지 않고

대입되는 것에서부터 변환된 것을 확인할 수 있다)

 

 

 

· int => String 변환

	int i = 10;
		
	String s1 = Integer.toString(i);
	String s2 = String.valueOf(i);

 

Integer 클래스의 toString() 이나 String 클래스의 valueOf() 메서드를 사용한다.

 

마찬가지로, 둘 중 어떤 것을 사용해도 무방하다.

(String.valueOf() 메서드는 Integer.toString() 메서드를 포함하고 있다)

 

 

이제, 형 변환이 적용되었는지 확인해보자.

	// 변수 생성 및 형변환.
	int i = 10;
	String s1 = Integer.toString(i);
	String s2 = String.valueOf(i);

	// 생성한 변수 값 출력.
	System.out.println(i);
	System.out.println(s1);
	System.out.println(s2);
		
	System.out.println(); // 줄바꿈.
		
	// 형변환 후, 타입 확인 출력.
	System.out.println(((Object)i).getClass().getSimpleName());
	System.out.println(s1.getClass().getSimpleName());
	System.out.println(s2.getClass().getSimpleName());

 

출력 결과는 다음과 같다.

 

마찬가지로, 형 변환이 성공적이다.

 

 

---

 

● 정수 타입 int <=> 실수 타입 double

 

도입부에서 간단히 설명했지만, 정수와 실수의 변환 과정을 자세히 살펴보자.

	// 변수 초기화 및 형 변환.
	double d1 = 10.5;
	int i = (int)d1;
	double d2 = (double)i;
		
	// 변환 전후 변수 출력.
	System.out.println(d1);
	System.out.println(i);
	System.out.println(d2);
		
	System.out.println(); // 줄바꿈.
		
	// 형 변환 후, 타입 확인 출력.
	System.out.println(((Object)d1).getClass().getSimpleName());
	System.out.println(((Object)i).getClass().getSimpleName());
	System.out.println(((Object)d2).getClass().getSimpleName());

 

원시 타입 자료형 간의 변환은 별다른 메서드가 필요 없다.

 

위와 같이, (자료형)변수 와 같은 문법으로 작성해주면 된다.

 

 

10.5 라는 실수 값을 정수 타입 변수 i에 형변환 & 초기화하고,

정수 i를 다시 실수 타입 변수 d2에 형변환 & 초기화하고 출력했다.

 

 

출력 결과는 다음과 같다.

 

형 변환이 성공적으로 이루어졌다.

또한, 실수 => 정수로 변환될 때, 소수점이 버려지는 모습을 확인할 수 있다.

 

 

확실하게 인지해야 할 것은, '반올림' 따위는 신경 쓰지도 않는 것이다.

소수점 단위는 무조건 '버림' 처리된다.

	// 변수 초기화 및 형변환.
	double d1 = 10.1;
	double d2 = 10.9;
	int i1 = (int)d1;
	int i2 = (int)d2;
		
	// 변수 출력.
	System.out.println(i1);
	System.out.println(i2);

 

실수 10.1과 10.9를 정수로 변환하고 출력하는 예제다.

 

출력 결과는 다음과 같다.

 

10.1 과 10.9 둘 다, 무조건 10으로 변환되는 것을 알 수 있다.

 

---

 

- 범위를 초과하는 변환

 

 

우리가 흔히 사용하는 정수 타입 int의 범위는 약 -21억 ~ 21억 이다.

정확히는 -2,147,483,648 ~ 2,147,483,647 이다.

 

실수 타입 double 의 범위는 ±1.7E308(1.7의 308승)이다.

 

결론적으로, double의 범위가 int의 범위보다 크다.

 

 

그렇다면, int의 범위를 초과하는 실수를 int로 변환하면 어떻게 될까?

 

	// 변수 초기화 및 형변환.
	double d1 = 2147483648.123;
	double d2 = 1234567890123456.123;
	int i1 = (int)d1;
	int i2 = (int)d2;
		
	// 변수 출력.
	System.out.println(i1);
	System.out.println(i2);

 

int의 최대 범위보다 1.123이 큰 실수 타입 변수 d1,

약 1000조 단위인 실수 타입 변수 d2 를 선언하고,

 

각각 다른 정수 타입 변수에 담아서 초기화 후 출력하였다.

 

 

출력 결과는 다음과 같다.

 

서로 값이 다른 실수를 각각 변환 했지만,

2개의 변수 모두 int의 최대 범위를 출력하였다.

 

 

*위 처럼, 각 자료형의 저장 범위를 넘어가는 경우에는

오버플로우(overflow = 넘쳐 흐른다)가 발생할 수 있다.

 

실수 <=> 정수 변환 과정에서의 오버플로우로 인해

넘쳐 흘러 담지 못한 값들은 버려지는 것을 확인할 수 있다.

 

소수점 이하 단위를 '버림' 처리하는 것과 비슷한 맥락인 것 같다.

 

 

---

 

● 정수 타입 <=> 정수 타입

 

정수 타입에도 4가지 종류가 있다.

(byte, short, int, long)

자바의 자료형 - oscarstory

 

위 4가지 종류를 구분하는 기준은

포함하는 정수의 범위와 그에 따른 크기로 볼 수 있다.

 

 

그렇다면, 위에서 진행했던 실수와 정수의 변환 과정처럼,

같은 정수 타입을 포함하지 못하는 범위로 변환하면 어떻게 될까?

 

	// 변수 초기화 및 형변환.
	int i1 = 127;
	int i2 = 128;
	int i3 = 256;
	byte b1 = (byte)i1;
	byte b2 = (byte)i2;
	byte b3 = (byte)i3;
		
	// 변수 출력.
	System.out.println(b1);
	System.out.println(b2);
	System.out.println(b3);

 

byte 타입의 최대 범위인 127과,

범위를 초과하는 정수 2개를 각각 형변환 후 초기화했다.

 

 

출력 결과는 다음과 같다.

 

위에서 진행했던 double => int 의 오버플로우 결과와는 달랐다.

 

 

정수 타입끼리 변환 후 오버플로우가 발생했을 때는

해당 타입의 최대값으로 표기되지 않고,

 

최대값이 넘어가는 시점에서 최소값부터 다시 카운트 된다는 것을 알 수 있었다.

(byte 타입의 범위인 -128 ~ 127 을 한 사이클로 취급)

 

 

 

---

 

 

문자열과 기본 타입의 형 변환부터, 기본 타입들 간의 형 변환까지 알아보았다.

 

어떻게 보면 정말 기본적인 내용들이지만,

그만큼 잊혀지거나 실수하기 쉬운 부분이라고 생각한다.

 

 

복습을 하며 이런저런 생각으로 여러 시도를 하다가,

오버플로우라는 새로운 개념 또한 알게 되어 흥미로웠다.