В чем разница между static_cast и dynamic_cast

1️⃣ Как кратко ответить

static_cast используется для выполнения явных преобразований типов, которые известны на этапе компиляции и не требуют проверки времени выполнения. dynamic_cast применяется для безопасного преобразования указателей и ссылок в иерархии классов с полиморфизмом, проверяя корректность преобразования во время выполнения.

2️⃣ Подробное объяснение темы

В языке C++ существует несколько способов выполнения преобразований типов, и static_cast и dynamic_cast являются двумя из них. Они служат для разных целей и имеют свои особенности использования.

static_cast

static_cast используется для выполнения явных преобразований типов, которые компилятор может проверить на этапе компиляции. Это преобразование подходит для:

• Преобразования между совместимыми типами, например, от int к float.
• Преобразования указателей в пределах иерархии классов, если известно, что преобразование безопасно.
• Преобразования указателей в void* и обратно.

Пример использования static_cast:

class Base {
public:
    virtual void show() {}
};
​
class Derived : public Base {
public:
    void show() override {}
};
​
int main() {
    Derived derived;
    Base* basePtr = static_cast<Base*>(&derived); // Преобразование указателя Derived* в Base*
    basePtr->show(); // Вызов метода show() через указатель на базовый класс
    return 0;
}

В этом примере static_cast используется для преобразования указателя Derived* в Base*. Это безопасно, так как Derived является производным от Base.

dynamic_cast

dynamic_cast используется для безопасного преобразования указателей и ссылок в иерархии классов, где задействован полиморфизм. Он выполняет проверку времени выполнения, чтобы убедиться, что преобразование корректно. Это преобразование возможно только для классов с виртуальными функциями.

Пример использования dynamic_cast:

#include <iostream>
​
class Base {
public:
    virtual void show() {}
};
​
class Derived : public Base {
public:
    void show() override {}
};
​
int main() {
    Base* basePtr = new Derived();
    Derived* derivedPtr = dynamic_cast<Derived*>(basePtr); // Преобразование указателя Base* в Derived*
​
    if (derivedPtr) {
        std::cout << "Преобразование успешно." << std::endl;
        derivedPtr->show(); // Вызов метода show() через указатель на производный класс
    } else {
        std::cout << "Преобразование не удалось." << std::endl;
    }
​
    delete basePtr;
    return 0;
}

В этом примере dynamic_cast используется для преобразования указателя Base* в Derived*. Если basePtr действительно указывает на объект типа Derived, преобразование будет успешным, и derivedPtr не будет равен nullptr. В противном случае derivedPtr будет равен nullptr, что позволяет безопасно обработать неудачное преобразование.

Основные отличия

• Проверка времени выполнения: static_cast не выполняет проверку времени выполнения, тогда как dynamic_cast делает это, чтобы убедиться в корректности преобразования.
• Полиморфизм: dynamic_cast требует наличия виртуальных функций в базовом классе, чтобы использовать информацию о типах во время выполнения. static_cast не имеет таких требований.
• Безопасность: dynamic_cast безопаснее для преобразований в иерархии классов, так как проверяет корректность преобразования во время выполнения, в отличие от static_cast, который может привести к неопределенному поведению, если преобразование неверно.