C# - Language - 숫자 형식 변환

Introduction

• C#의 숫자 형식에는 정수 형식과 실수 형식이 있다.
• 두 숫자 형식 간에는 암시적 또는 명시적 변환이 지원된다.
  • 명시적 변환에는 캐스트 식이 이용된다.

암시적 변환

정수 형식	변환 가능 형식
sbyte	정수 : short, int, long, nint 실수 : 모든 실수 형식
byte	정수 : short, ushort, int, uint, long, ulong, nint, nuint 실수 : 모든 실수 형식
short	정수 : int, long, nint 실수 : 모든 실수 형식
ushort	정수 : int, uint, long, ulong, nint, nuint 실수 : 모든 실수 형식
int	정수 : long, nint 실수 : 모든 실수 형식
uint	정수 : long, ulong, nuint 실수 : 모든 실수 형식
long	실수 : 모든 실수 형식
ulong	실수 : 모든 실수 형식
nint	정수 : long 실수 : 모든 실수 형식
nuint	정수 : ulong 실수 : 모든 실수 형식

실수 형식	변환 가능 형식
float	실수 : double

• 모든 정수 형식은 실수 형식으로 암시적 변환이 가능하다.

• 다른 형식의 값 범위 내에 있는 경우, int 형식의 상수 식 값 (정수 리터럴, const 한정자) 은 다른 숫자 형식으로 암시적 변환이 가능하다.

    const int X = 500;
    float Y = X;
    byte Z = X;     // CS0031: '500' 상수 값을 'byte`(으)로 변환할 수 없습니다.

  
  

• 다음 변환의 경우 정밀도 손실 가능성이 있다. (자릿수 손실은 없다)

  형식	변환 형식
  int, uint, long, ulong, nint, nuint	float
  long, ulong, nint, nuint	double

명시적 변환

• 아래 표는 암시적 변환은 불가하지만 명시적 변환이 가능한 형식에 대한 표이다.

정수 형식	변환 가능 형식
sbyte	정수 : byte, ushort, uint, ulong, nuint
byte	정수 : sbyte
short	정수 : sbyte, byte, ushort, uint, ulong, nuint
ushort	정수 : sbyte, byte, short
int	정수 : sbyte, byte, short, ushort, uint, ulong, nuint
uint	정수 : sbyte, byte, short, ushort, int, nint
long	정수 : sbyte, byte, short, ushort, int, uint, ulong, nint, nuint
ulong	정수 : sbyte, byte, short, ushort, int, uint, long, nint, nuint
nint	정수 : sbyte, byte, short, ushort, int, uint, ulong, nuint
nuint	정수 : sbyte, byte, short, ushort, int, uint, long, nint

실수 형식	변환 가능 형식
float	정수 : 모든 정수 형식 실수 : decimal
double	정수 : 모든 정수 형식 실수 : float, decimal
decimal	정수 : 모든 정수 형식 실수 : float, double

정수 형식의 명시적 변환

• 정수 형식의 값을 다른 정수 형식으로 명시적 변환하는 경우 결과는 컨텍스트에 따라 달라진다.

• checked 컨텍스트 : 변환 형식 값 범위 내에 있다면 성공, 밖에 있다면 OverflowException 발생

• unchecked 컨텍스트 : 항상 성공하지만 올바르지 않은 값으로 변환될 수 있다.

  • 원본 형식의 크기가 변환 형식보다 큰 경우 : 원본 형식의 앞쪽 비트를 잘라 변환 형식의 비트 길이에 맞춘다. 이후 남은 비트를 변환 형식의 값으로 처리한다.

    long testLong = 8428608;                              // 80 9C40, 8,428,608
    short testShort = unchecked((short)testLong);         // 9C40, -25536

  • 원본 형식의 크기가 변환 형식보다 작은 경우 : 비트 처리 과정은 아래 두 케이스에 따라 달라진다. 이후 변환 형식의 값으로 처리한다.

    • Signed type : 부호 확장을 한다.

      • 부호 확장 : 원본 형식의 가장 앞 비트를 확장하는 비트에 전부 할당한다.

        short testShort = -500;                         // FE0C, -500
        uint testUInt = unchecked((uint)testShort);     // FFFF FE0C, 4,294,966,796

    • Unsigned type : 제로 확장을 한다. 이 경우는 C#에서는 별로 신경 안써도 괜찮다.

      • 제로 확장 : 확장하는 비트에 0을 전부 할당한다.

        ushort testShort = 40000;                      // 9C40, 40000
        int testInt = unchecked((int)testShort);       // 9C40, 40000

  • 원본 형식과 변환 형식의 크기가 같은 경우 : 변환 형식의 값으로 처리한다.

실수 형식의 명시적 변환

실수 -> 정수 형식 변환

• 정수 형식으로 변환하는 경우 소수점 자리 반올림 오류가 발생할 수 있다. (기본적으로 버림 처리한다)

    double castingDouble = 1.6;
    int castingInt = (int)castingDouble;    // castingInt = 1
  
    double castingDouble2 = 1.5;
    int castingInt2 = (int)Math.Round(castingDouble2);    // castingInt2 = 2

• 또한, 변환할 형식 값의 범위를 벗어나는 경우에는 원본 형식의 타입과 컨텍스트에 따라 처리된다.

  • decimal : 컨텍스트 (checked, unchecked) 에 관계 없이 OverflowException이 발생한다.
  • float, double : checked 컨텍스트에서만 OverflowException이 발생한다. unchecked 컨텍스트에서는 변환하는 정수 형식의 unspecified value를 갖게 된다.

• float 형식을 int 또는 uint 형식으로 변환하는 경우, 최대값을 넘지 않더라도 근처에서는 의도치 않은 동작이 발생할 수 있다.
  이는 IEEE Standard 754에 정의된 float 데이터형에 의한 것이다.

  
  

실수 -> 실수 형식 변환

• double을 float으로 변환하는 경우 :

  • float 형식에 맞게 반올림된다.
  • 만일 double 값이 float으로 표현하기에 너무 작거나 큰 경우, 0 또는 ∞로 처리된다.
    

• float 또는 double을 decimal로 변환하는 경우 :

  • decimal 형식에 맞게 반올림된다.
  • 만일 원본 값이 decimal로 표현하기에 너무 작은 경우에는 0으로 처리된다.
  • 만일 원본 값이 NaN, ∞ 또는 decimal로 표현하기에 너무 큰 값인 경우에는 OverflowException이 발생한다.
    

• decimal을 float 또는 double로 변환하는 경우 :

  • 변환하는 형식에 맞게 반올림된다.

참조 자료

• 값 형식
• 정수 형식
• 실수 형식
• 기본 제공 숫자 변환(C# 참조)