C++ const_cast 완벽 가이드: 상수성 제거와 실전 활용법

이 글에서는 C++에서 const_cast가 어떻게 동작하는지 살펴봅니다.

const_cast는 C++의 타입 캐스팅 연산자 중 하나로, 객체의 상수 값(const)을 변경하거나, 쉽게 말해 객체에서 상수성을 제거하는 데 사용됩니다.

상수로 선언된 객체의 값을 특정 시점에 가끔씩 변경해야 하는 프로그램에서 const_cast가 유용하게 활용될 수 있습니다.

문법

기본 문법은 다음과 같습니다.

const_cast<타입 이름>(표현식)

예제

Input: x = 50
const int* y = &x
cout<<"old value is"<<*y<<"\n";
int* z=const_cast<int *>(y);
*z=100;
cout<<"new value is"<<*y;
Output: old value is 50
new value is 100

위 예제는 const_cast의 기본적인 사용 방법을 보여줍니다. 먼저 int 타입의 상수 변수 x를 선언하고 값 50을 할당한 뒤, 이 변수 x를 가리키는 int 타입의 상수 포인터 y를 선언했습니다.

const_cast를 사용하려면 세 번째 포인터가 필요합니다. 여기서는 같은 데이터 타입인 int형 포인터 z를 생성했습니다.

상수 변수 x를 가리키고 있는 상수 포인터 y를 const_cast에 전달한 후 포인터 z에 대입하면, 상수 포인터 y가 가리키는 값을 변경할 수 있게 됩니다.

이렇게 해서 const_cast를 통해 상수 값을 50에서 100으로 변경할 수 있었습니다.

만약 const_cast를 사용하지 않고 포인터 y가 가리키는 변수 x의 값을 변경하려고 하면 다음과 같은 오류가 발생합니다 — "read-only(읽기 전용) 위치에 대한 할당" 오류입니다.

프로그램의 접근 방식

먼저 int 타입의 상수 변수를 생성하고 적절한 값을 지정합니다. 예를 들어 변수명은 "a", 값은 20으로 합니다.
그다음 같은 데이터 타입의 상수 포인터 "b"를 생성하고, 상수 변수 "a"의 주소를 할당합니다.
const_cast에 사용할 세 번째 포인터 "c"를 int 타입으로 생성합니다.
상수 포인터 "b"를 const_cast에 전달하고 그 결과를 포인터 "c"에 대입합니다.
마지막으로 포인터 "c"의 값을 변경합니다. 그러면 상수 포인터 "b"가 가리키는 값도 자동으로 함께 변경됩니다.

알고리즘

Start
Step 1 -> In function main()
    Declare a constant int a=20
    Declare a constant pointer int* b=&a
    Declare a pointer int*c = const_cast<int *>(b)
    Assign *c=40
Stop

예제 코드

#include <iostream>
using namespace std;
int main() {
    const int a = 20;
    const int* b = &a;
    cout<<"old value is"<<*b<<"\n";
    int* c=const_cast<int *>(b);
    *c=40;
    cout<<"new value is"<<*b;
    return 0;
}

실행 결과

위 코드를 실행하면 다음과 같은 출력이 생성됩니다.

old value is 20
new value is 40

여기서 상수 포인터 "b"는 값이 20으로 고정되어 변경할 수 없는 상수 변수 "a"를 가리키고 있습니다. 하지만 같은 데이터 타입의 비상수(non-const) 포인터 "c"를 새로 만들고 const_cast를 적용함으로써 해당 상수 값을 변경할 수 있었습니다.

포인터 "c"의 값 변경은 상수 포인터 "b"가 가리키던 상수 값 20의 변화로 이어졌습니다. 따라서 const_cast를 사용하기 전 출력 값은 20이었고, 사용한 후에는 40이 되었습니다.

const_cast의 다른 활용법

프로그램에서 const_cast는 상수 데이터를, 상수 데이터를 받지 않는 다른 함수에 전달할 때도 사용할 수 있습니다.

예제 코드

#include <iostream>
using namespace std;
int change(int* p2) {
    return (*p2 * 10);
}
int main() {
    const int num = 100;
    const int *p = #
    int *p1 = const_cast <int *>(p);
    cout << change(p1);
    return 0;
}

실행 결과

위 코드를 실행하면 다음과 같은 출력이 생성됩니다.

이 프로그램은 const_cast를 사용해 상수 값 100을, 상수 데이터를 받지 않는 change() 함수에 전달하는 과정을 보여줍니다.

change() 함수는 전달받은 값에 10을 곱한 뒤 그 결과를 main() 함수로 반환하고, main() 함수가 최종 출력인 1000을 생성합니다.

만약 const_cast 없이 동일한 프로그램을 실행하여 상수 값을 change() 함수에 직접 전달하려고 하면 컴파일 오류가 발생합니다.