#2.14. 형 변환

이 절에서는 값을 한 타입에서 다른 타입으로 옮기는 구문을 정의합니다. 어떤 변환이 허용되며 그 결과가 어떻게 결정되는지에 관한 의미론은 표준 라이브러리의 변환 매트릭스가 책임지므로, 본 문서는 언어 구문만 다룹니다.

cast_expr   ::= expr "as" type_expr
into_expr   ::= expr "." "into" "(" ")"
try_into    ::= expr "." "try_into" ("::" "<" type_expr ">")? "(" ")"

#2.14.1. 세 가지 구문

세 구문 모두 언어와 표준 라이브러리의 경계 의 원칙에 따라 언어가 구문을 제공하고 표준 라이브러리 트레잇 메서드로 desugar 됩니다. 각 구문이 어떤 트레잇으로 풀어지는지는 다음 표와 같습니다.

세 트레잇의 정확한 시그니처와 어떤 타입 쌍에 어떤 구현이 등록되는지는 표준 라이브러리의 변환 매트릭스에서 정의합니다. 따라서 본 문서는 언어 수준의 desugar 규칙까지만 책임집니다.

#2.14.2. as 캐스팅

가장 먼저 살펴볼 구문은 as 캐스팅입니다.

expr as 타입

여기서 as 는 키워드 에 해당하며, 좌변은 임의의 표현식이고 우변은 타입 표현식 형태를 띱니다. 이 구문은 <typeof(expr) as Cast<Target>>::cast(expr) 로 desugar 됩니다.

Cast<Target> 트레잇은 좌변 타입에서 Target 타입으로의 직접 캐스팅을 뜻합니다. 일반적으로 비트 자르기, 부호 확장, 표현 변환처럼 값이 보존되지 않을 수 있는 변환에 사용합니다. 어떤 타입 쌍에 Cast 가 구현되어 있는지는 표준 라이브러리가 결정합니다. 다음은 그 사용 예시입니다.

let x: i32 = 256i32;
let y: u8 = x as u8;          // Cast<u8>::cast(x)
let z: f64 = x as f64;        // Cast<f64>::cast(x)

char 로의 as 는 u8 as char (와 char as char) 만 허용됩니다. 그 밖의 정수, 부동소수, bool, c_char → char 는 타입 에러입니다. 에러 메시지는 only `u8` can be cast as `char`, not `u32`; use `char::from_u32(n)` (`char | none`) for a wider value 입니다. char as <정수> 는 허용됩니다. payload 가 없는 enum 은 정수 타입으로 cast 되며 그 tag 나 값을 줍니다 (2.4.2).

as 의 결과는 Cast impl 이 등록된 타입 쌍에 한해서 항상 성공합니다. 만약 실패 가능성이 있는 변환이라면 대신 .try_into() 를 사용합니다. 또한 Cast impl 이 없는 타입 쌍에 as 를 쓰면 컴파일 에러가 발생합니다.

#2.14.3. .into() 호출

다음으로 .into() 호출 구문을 살펴봅니다.

expr.into()

이 구문은 Into::into::<Target>(expr), 곧 Target::from(expr) 로 desugar 되며, Target: From<typeof(expr)> 구현이 있어야 합니다. 대상 타입은 변수의 선언 타입이나 매개변수 타입과 같이 문맥에서 추론합니다.

let x: i64 = 100i64;
let y: BigInt = x.into();       // BigInt::from(x)

대상 타입을 추론할 수 없는 위치에서는 turbofish 로 명시할 수 있습니다.

let y = x.into::<BigInt>();

.into() 는 값 보존 변환, 즉 정보 손실 없는 변환으로 표준 라이브러리에 등록된 경우에만 호출됩니다. 일반적으로 좁은 타입에서 넓은 타입으로 변환할 때 사용하면 됩니다.

#2.14.4. .try_into() 호출

마지막으로 살펴볼 구문은 .try_into() 호출입니다.

expr.try_into::<타입>()

이 구문은 Target::try_from(expr) 로 desugar 됩니다 (Target: TryFrom<typeof(expr)>). try_into 는 throws 메서드로서 성공하면 대상 타입의 값을 돌려주고, 실패하면 에러를 던집니다 (에러는 대상의 TryFrom::Error, 숫자 변환이면 OverflowError, stdlib 2.11.4). 따라서 호출을 try 로 표시해야 하며, 큰 정수를 작은 정수로 옮기거나 부동소수에서 정수로 옮기는 경우처럼 변환이 실패할 수 있을 때 사용합니다.

let big: i64 = 10_000_000_000i64;
let n = try big.try_into::<i32>() catch e {
    ...
};
let m: i32 | none = try? big.try_into::<i32>();

#2.14.5. 세 구문의 차이 요약

지금까지 살펴본 세 구문의 차이는 다음과 같습니다.

상황별로 어떤 구문을 선택해야 하는지는 다음과 같이 판단합니다. 먼저 비트나 정밀도를 의도적으로 바꾸고 싶을 때는 as 를 사용합니다. 정보를 잃지 않는 안전한 확장만 필요하다면 .into() 를 선택합니다. 그리고 실패 가능성을 명시적으로 다루고 싶을 때는 .try_into() 를 사용하면 됩니다.

#2.14.6. 문맥 기반 자동 변환

접미사 없는 숫자 리터럴은 변환이 아니라 기대 타입으로 타입이 정해집니다. let x: f64 = 1 의 1 은 처음부터 f64 입니다. 정확한 규칙은 숫자 리터럴 에서 정의합니다.

반면 런타임 변수의 자동 변환은 허용하지 않습니다. 항상 위 세 구문 중 하나를 명시해야 합니다.

let a: i64 = 100i64;
let b: i32 = a;                 // ERROR - 명시 변환 필요
let b: i32 = a as i32;          // OK
let b: i32 = try! a.try_into::<i32>();     // OK - 실패하면 panic

이렇게 명시성을 강제하는 이유는 조용한 정밀도 손실을 막기 위함입니다.

#2.14.7. 변환 트레잇의 위치

Cast<T>, From<U> / Into, TryFrom<U> / TryInto 는 모두 표준 라이브러리 계층 의 rok 계층에 정의됩니다. 어떤 타입 쌍에 어떤 트레잇이 구현되어 있는지에 대한 전체 매트릭스는 표준 라이브러리 사양에서 정의합니다.

본 문서는 언어가 세 구문의 형태를 제공하고 각각이 위 세 트레잇으로 desugar 된다는 사실까지만 책임집니다.

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