Когда следует использовать static_cast, dynamic_cast, const_cast и reinterpret_cast?

Используйте dynamic_cast для преобразования указателей/ссылок в иерархии наследования.

Используйте static_cast для обычных преобразований типов.

Используйте reinterpret_cast для низкоуровневой реинтерпретации битовых комбинаций. Используйте с особой осторожностью.

Используйте const_cast для отбрасывания const/volatile. Избегайте этого, если только вы не застряли с использованием некорректного API-интерфейса.

(Много теоретического и концептуального объяснения было дано выше) 

Ниже приведены некоторые из практических примеров, когда я использовал static_cast, dynamic_cast, const_cast, reinterpret_cast.

(Также ссылается на это, чтобы понять объяснение: http://www.cplusplus.com/doc/tutorial/typecasting/ )

static_cast:

OnEventData(void* pData)

{
  ......

  //  pData is a void* pData, 

  //  EventData is a structure e.g. 
  //  typedef struct _EventData {
  //  std::string id;
  //  std:: string remote_id;
  //  } EventData;

  // On Some Situation a void pointer *pData
  // has been static_casted as 
  // EventData* pointer 

  EventData *evtdata = static_cast<EventData*>(pData);
  .....
}

dynamic_cast:

void DebugLog::OnMessage(Message *msg)
{
    static DebugMsgData *debug;
    static XYZMsgData *xyz;

    if(debug = dynamic_cast<DebugMsgData*>(msg->pdata)){
        // debug message
    }
    else if(xyz = dynamic_cast<XYZMsgData*>(msg->pdata)){
        // xyz message
    }
    else/* if( ... )*/{
        // ...
    }
}

const_cast:

// *Passwd declared as a const

const unsigned char *Passwd


// on some situation it require to remove its constness

const_cast<unsigned char*>(Passwd)

reinterpret_cast:

typedef unsigned short uint16;

// Read Bytes returns that 2 bytes got read. 

bool ByteBuffer::ReadUInt16(uint16& val) {
  return ReadBytes(reinterpret_cast<char*>(&val), 2);
}

Это может помочь, если вы знаете немного внутренних ...

static_cast

• Компилятор C++ уже знает, как преобразовывать типы масштабирования, такие как float, в int. Используйте static_cast для них.
• Когда вы просите компилятор преобразовать тип A в B, static_cast вызывает конструктор B, передавая A в качестве параметра. В качестве альтернативы, A может иметь оператор преобразования (т.е. A::operator B()). Если у B такого конструктора нет или у A нет оператора преобразования, вы получите ошибку времени компиляции. 
• Преобразование из A* в B* всегда завершается успешно, если A и B находятся в иерархии наследования (или void), в противном случае вы получаете ошибку компиляции.
• Понятно : Если вы приведете базовый указатель к производному указателю, но если фактический объект на самом деле не является производным типом, то вы not получите ошибку. Вы получаете плохой указатель и, скорее всего, segfault во время выполнения. То же самое касается A& до B&.
• Поправляю : Приведение из Derived в Base или наоборот создает new копию! Для людей, пришедших из C #/Java, это может быть огромным сюрпризом, поскольку в результате получается в основном отрубленный объект, созданный из Derived.

dynamic_cast

• dynamic_cast использует информацию о типе среды выполнения, чтобы выяснить, является ли приведение действительным. Например, от (Base*) до (Derived*) может произойти сбой, если указатель фактически не является производным типом.
• Это означает, что dynamic_cast очень дорогой по сравнению со static_cast!
• От A* до B*, если приведение неверно, dynamic_cast вернет nullptr.
• Если от A& до B&, если приведение неверно, то dynamic_cast вызовет исключение bad_cast.
• В отличие от других приведений, есть накладные расходы времени выполнения.

const_cast

• В то время как static_cast может делать неконстантный констант, он не может идти другим путем. Const_cast может работать в обоих направлениях.
• Одним из примеров, где это удобно, является перебор некоторого контейнера, такого как set<T>, который возвращает только его элементы как const, чтобы убедиться, что вы не изменили его ключ. Однако если ваше намерение состоит в том, чтобы изменить неключевые члены объекта, тогда все должно быть в порядке. Вы можете использовать const_cast для удаления константности.
• Другой пример - когда вы хотите реализовать T& foo(), а также const T& foo(). Чтобы избежать дублирования кода, вы можете применить const_cast для возврата значения одной функции из другой.

reinterpret_cast

• Это в основном говорит о том, что возьмите эти байты в этой ячейке памяти и воспринимайте это как заданный объект.
• Например, вы можете загрузить 4 байта с плавающей точкой до 4 байтов с целым числом, чтобы увидеть, как выглядят биты в плавающей точке.
• Очевидно, что если данные не соответствуют типу, вы можете получить segfault.
• Для этого состава нет накладных расходов времени выполнения.

Это отвечает на ваш вопрос?

Я никогда не использовал reinterpret_cast, и я удивляюсь, не пахнет ли случай, который нуждается в этом, плохим дизайном. В базе кода я работаю на dynamic_cast используется много. Разница с static_cast состоит в том, что dynamic_cast выполняет проверку во время выполнения, которая может (безопаснее) или не может (больше накладных расходов) быть тем, что вы хотите (см. Msdn ).

В дополнение к другим ответам, приведенным выше, приведен неочевидный пример, когда static_cast недостаточно, чтобы reinterpret_cast был необходим. Предположим, есть функция, которая в выходном параметре возвращает указатели на объекты разных классов (которые не разделяют общий базовый класс). Настоящим примером такой функции является CoCreateInstance() (см. Последний параметр, который фактически является void**). Предположим, вы запрашиваете определенный класс объекта у этой функции, поэтому заранее знаете тип указателя (что вы часто делаете для COM-объектов). В этом случае вы не можете привести указатель к вашему указателю в void** с помощью static_cast: вам нужна reinterpret_cast<void**>(&yourPointer). 

В коде:

#include <windows.h>
#include <netfw.h>
.....
INetFwPolicy2* pNetFwPolicy2 = nullptr;
HRESULT hr = CoCreateInstance(__uuidof(NetFwPolicy2), nullptr,
    CLSCTX_INPROC_SERVER, __uuidof(INetFwPolicy2),
    //static_cast<void**>(&pNetFwPolicy2) would give a compile error
    reinterpret_cast<void**>(&pNetFwPolicy2) );

Однако static_cast работает для простых указателей (не указателей на указатели), поэтому приведенный выше код можно переписать, чтобы избежать reinterpret_cast (по цене дополнительной переменной) следующим образом:

#include <windows.h>
#include <netfw.h>
.....
INetFwPolicy2* pNetFwPolicy2 = nullptr;
void* tmp = nullptr;
HRESULT hr = CoCreateInstance(__uuidof(NetFwPolicy2), nullptr,
    CLSCTX_INPROC_SERVER, __uuidof(INetFwPolicy2),
    &tmp );
pNetFwPolicy2 = static_cast<INetFwPolicy2*>(tmp);

В то время как другие ответы хорошо описывают все различия между приведениями в C++, я хотел бы добавить краткое замечание, почему вы не должны использовать приведение в стиле C (Type) var и Type(var).

Для начинающих в C++ приведение в стиле C выглядит как операция надмножества приведения в C++ (static_cast <> (), dynamic_cast <> (), const_cast <> (), reinterpret_cast <> ()), и кто-то может предпочесть их приведениям C++ , На самом деле, C-стиль - это суперсет, который короче для написания.

Основная проблема приведений в стиле C заключается в том, что они скрывают реальные намерения разработчиков. Приведения в стиле C могут выполнять практически все типы приведения, от обычно безопасных приведения, выполняемых static_cast <> () и dynamic_cast <> (), к потенциально опасным приведениям, таким как const_cast <> (), где модификатор const можно удалить, поэтому переменные const может быть изменен и reinterpret_cast <> (), который может даже интерпретировать целочисленные значения для указателей.

Вот образец.

int a=Rand(); // Random number.

int* pa1=reinterpret_cast<int*>(a); // OK. Here developer clearly expressed he wanted to do this potentially dangerous operation.

int* pa2=static_cast<int*>(a); // Compiler error.
int* pa3=dynamic_cast<int*>(a); // Compiler error.

int* pa4=(int*) a; // OK. C-style cast can do such cast. The question is if it was intentional or developer just did some typo.

*pa4=5; // Program crashes.

Основная причина, по которой в язык были добавлены приведения C++, заключалась в том, чтобы позволить разработчику уточнить свои намерения - почему он собирается делать это приведение. Используя приведения в стиле C, которые совершенно допустимы в C++, вы делаете свой код менее читабельным и более подверженным ошибкам, особенно для других разработчиков, которые не создавали ваш код. Поэтому, чтобы сделать ваш код более читабельным и явным, вы всегда должны отдавать предпочтение приведению в C++, а не в стиле C.

Вот краткая цитата из книги Бьярна Страуструпа (автора C++) «Язык программирования C++, 4-е издание» - стр. 302.

Это приведение в стиле C гораздо более опасно, чем именованные операторы преобразования потому что обозначения труднее обнаружить в большой программе, и вид преобразования, предназначенный программистом, не является явным.

Чтобы понять, давайте рассмотрим ниже фрагмент кода:

struct Foo{};
struct Bar{};

int main(int argc, char** argv)
{
    Foo* f = new Foo;

    Bar* b1 = f;                              // (1)
    Bar* b2 = static_cast<Bar*>(f);           // (2)
    Bar* b3 = dynamic_cast<Bar*>(f);          // (3)
    Bar* b4 = reinterpret_cast<Bar*>(f);      // (4)
    Bar* b5 = const_cast<Bar*>(f);            // (5)

    return 0;
}

Только строка (4) компилируется без ошибок. Только reinterpret_cast может использоваться для преобразования указателя на объект в указатель на любой не связанный тип объекта.

Следует отметить следующее: dynamic_cast потерпит неудачу во время выполнения, однако на большинстве компиляторов также не удастся скомпилировать, поскольку в структуре преобразуемого указателя нет виртуальных функций, то есть dynamic_cast будет работать только с полиморфными указателями классов.

Когда использовать C++ cast :

• Используйте static_cast в качестве эквивалента приведения типа C, который выполняет преобразование значения, или когда нам нужно явно преобразовать указатель из класса в его суперкласс.
• Используйте const_cast , чтобы удалить квалификатор const. 
• Используйте reinterpret_cast для небезопасных преобразований типов указателей в целочисленные и другие типы указателей и из них. Используйте это, только если мы знаем, что делаем, и понимаем проблемы псевдонимов.