Касты

Lvalue типа T[N] неявно преобразуется в T* на первый элемент — это array decay. При разрешении перегрузок decayed-массив соответствует T*, но не T (&)[N], поэтому ссылка на массив сохраняет размер.

Указательная форма dynamic_cast<T*> при неудаче даёт nullptr — проверяйте перед разыменованием. Ссылочная dynamic_cast<T&> не может быть null и бросает std::bad_cast. Указательная — для ветвления, ссылочная — для инвариантов.

Upcast Derived* → Base* — неявный и всегда безопасен. Downcast Base* → Derived* требует static_cast (без проверки, UB при ошибке) или dynamic_cast (RTTI-проверка, nullptr/bad_cast при ошибке, нужен полиморфный базовый класс).

Narrowing — неявное преобразование с возможной потерей информации (double→int, int→short, signed→unsigned). В brace-инициализации T x{e}; — ошибка компиляции; в copy-инициализации T x = e; и аргументах — молча разрешено.

C-style каст (T)x молча выбирает между const_cast, static_cast, reinterpret_cast, скрывая намерение и принимая опасные комбинации без предупреждения. Именованные C++-касты явные, grep-friendly, каждый — одна операция.

const_cast безопасен только если исходный объект не был const; изменение реально const-объекта — UB. reinterpret_cast меняет тип выражения, не создавая новый объект, и может нарушить выравнивание, aliasing или ABI.

dynamic_cast<T*>(ptr) проверяет во время выполнения, указывает ли ptr на T или производный класс, возвращая null (указатель) или бросая std::bad_cast (ссылка). Требует RTTI-метаданные в vtable полиморфных классов.

static_cast выполняет преобразование на этапе компиляции и не проверяет динамический тип объекта. dynamic_cast проверяет реальный тип во время выполнения для полиморфных классов: при неудачном приведении указателя возвращает nullptr, при приведении ссылки бросает std::bad_cast.

Два варианта: неявный конструктор T(U) даёт U → T, а член operator U() const — T → U. Помечайте explicit, если преобразование не точное и не очевидное, чтобы избежать незаметного использования при разрешении перегрузок.

С одним аргументом T(x) эквивалентен (T)x — та же опасная эскалация через const/static/reinterpret_cast. С несколькими аргументами T(a, b) уже не каст, а вызов конструктора.

std::bit_cast<To>(from) (C++20) возвращает To, побитово скопированный из from. Требует trivially copyable и одинаковый размер; не нарушает strict aliasing, constexpr при возможности.

Если оригинальный объект объявлен const, изменение через указатель со снятым const — UB. Безопасно только когда сам объект не const, но виден через const-интерфейс (например, legacy C-API).

Последовательность неявных преобразований до трёх стадий: (1) стандартное (lvalue→rvalue, массив/функция→указатель); (2) одно пользовательское (конструктор или operator T()); (3) ещё одно стандартное. В одной последовательности допустимо только одно пользовательское.

Используйте std::uintptr_t из <cstdint> с reinterpret_cast<std::uintptr_t>(ptr) и reinterpret_cast<T*>(integer). Round-trip указатель→целое→тот же указатель определён стандартом; арифметика над целым — implementation-defined.

Преобразование T* → void* неявное и всегда безопасное. Обратное void* → T* требует static_cast<T*>(vp). Round-trip T* → void* → T* восстанавливает исходный указатель; каст к другому U* корректен только если U достаточно близок к T (например, cv-квалификации) — иначе проблема со strict aliasing при разыменовании.

По Itanium ABI слот vtable указывает на std::type_info класса. dynamic_cast обходит граф базовых классов через смещения и указатели type_info в __base_class_type_info. typeid(expr) возвращает type_info наиболее производного объекта через тот же слот; -fno-rtti удаляет эти структуры.

При виртуальном наследовании смещение от виртуального базового класса до производного объекта неизвестно во время компиляции — зависит от фактического типа и хранится в vtable. static_cast — ошибка компиляции; dynamic_cast читает RTTI и вычисляет смещение во время выполнения.