Для чего нужен static_cast, как он работает и где его применяют?

#cpp

Для чего нужен static_cast, как он работает и где его применяют?
    

Ответы

Ответ 1

У static_cast очень много различных применений. Его идея состоит в следующем: это
ограниченный по мощи C-style cast. Ограничение нужно потому, что C-style cast может
привести что угодно к чему угодно (ну, почти), и тем самым может скрыть ошибку. Например,
вы можете случайно закастить const char* в char*, получив крэш в некоторых системах
с аппаратной поддержкой const-памяти. static_cast вам такого не позволит.
Большую часть времени, когда вы хотите сделать явное преобразование типов (а я надеюсь,
это бывает достаточно редко), вы хотите именно static_cast.
Формальный список всего, что умеет static_cast, очень большой, я приведу лишь наиболее
важные вещи, которые он умеет (а также которые он не умеет):
Что можно:

Преобразование указателя на родительский класс к указателю на дочерний класс. Объект
по указателю обязан быть правильного дочернего класса, иначе undefined behaviour. Если
вы не уверены и хотите проверить, тот ли подкласс у объекта, пользуйтесь dynamic_cast
(он специально для этого предназначен).
Преобразования между числовыми типами. int, long, char, unsigned int — все их можно
кастить друг в друга при помощи static_cast.
Можно закастить любое выражение в void. Результат будет вычислен и отброшен (но побочные
эффекты, разумеется, выполнятся).
static_cast может привести константу nullptr к любому типу-указателю. Обычно это
не нужно и можно полагаться на неявное преобразование типов, но иногда (например, для
выбора нужной перегрузки функции) такое может пригодится. 

Что нельзя:

Преобразование между указателями на в принципе несовместимые типы. Например, указатель
на double нельзя привести к указателю на int. Для трюков с нарушением type safety пользуйтесь
reinterpret_cast.
Указатели на типы, а также сами типы с несовместимыми атрибутами const и/или volatile.
Если вам необходимо нарушить const-корректность, пользуйтесь const_cast.
Разумеется, вы не сможете привести указатель на функцию-член к указателю на обычную
функцию, или указатель на код к указателю на данные. Для подобных грязных хаков пользуйтесь
reinterpret_cast.

Ещё одной причиной использования static_cast (как и других C++-специфических преобразований
типов) является лёгкость его поиска в исходниках, как глазами, так и поисковыми утилитами.
Сишный каст (особенно его функциональную разновидность) очень легко пропустить в коде.

Для сравнения, «привычное» преобразование типов (C-style cast) равносильно следующей
последовательности:

const_cast.
Если const_cast не может дать нужный результат, то static_cast (но с разрешённым
преобразованием к недообъявленному типу)
Если и так не выходит, то компилятор пробует в хвост к static_cast добавить const_cast.
Если и это не получается, то reinterpret_cast.
... а если не выйдет, то к нему дописывается const_cast.