Ответ.

Безопасное преобразование типов (type casting) в C++ обеспечивается с помощью операторов приведения: static_cast, dynamic_cast, const_cast, reinterpret_cast.

static_cast: Используется для обычных преобразований между совместимыми типами, например, между числовыми типами и классами, имеющими отношение наследования (без проверки типа в рантайме).
dynamic_cast: Применяется для безопасного приведения по наследованию в иерархиях с виртуальными методами. В случае невозможности приведения вернет nullptr для указателей или кинет исключение для ссылок.

Когда использовать:

Для небезопасных или непрозрачных преобразований между объектами разных классов используйте dynamic_cast с виртуальными базами. Для конвертации между простыми/совместимыми типами — static_cast.

Пример:

struct Base { virtual ~Base() {} };
struct Derived : Base { void foo() {} };

void test_cast(Base* base) {
    // Безопасное преобразование в нижестоящий класс
    Derived* d = dynamic_cast<Derived*>(base);
    if (d) {
        d->foo();
    }
}

Вопрос с подвохом.

Вопрос: Можно ли привести объект базового класса к производному с помощью static_cast, если объект на самом деле не является экземпляром производного класса?

Ответ: Да, static_cast компилируется, но поведение будет неопределенным, если объект не реально является объектом производного класса. Только dynamic_cast гарантирует безопасность такого приведения. Применение static_cast для downcast допустимо только если уверены в реальном типе объекта.

Примеры реальных ошибок из-за незнания тонкостей темы.

История

В крупной embedded-системе касты между родительским и дочерним классом делались через static_cast. В некоторых случаях это приводило к краху при попытке обращения к несуществующим полям — программа пыталась интерпретировать память другого типа.

История

При разработке плагинной архитектуры программисты использовали reinterpret_cast для приведения указателей между разными типами, что приводило к чтению мусора и вылетам на моменте исполнения, особенно при попытках динамического преобразования через DLL.

История

В общем корпоративном фреймворке забывали про виртуальные деструкторы в базовом классе, что делало невозможным корректную работу dynamic_cast и приводило к memory leak и corruption при удалении объекта через указатель на базовый класс.