C风格类型转换中“带扩展”的含义及有无扩展的转换示例

核心含义 #

这里的“带扩展”指：C风格转换在尝试解析为static_cast时，突破了普通static_cast的访问权限限制——普通static_cast无法完成私有/保护继承的派生类与基类之间的指针/引用转换（因为基类对派生类外部不可访问），但这个扩展版本的static_cast会忽略继承的访问修饰符（比如private/protected继承），允许进行无歧义的上下转换（派生→基类、基类→派生），同时也支持将成员指针转换为无歧义非虚基类的成员指针，哪怕基类是私有继承的。

示例对比 #

1. 不带扩展的普通static_cast（编译失败） #

当类之间是私有继承时，普通static_cast因访问权限限制无法完成转换：

class Base { };
class Derived : private Base { };

int main() {
    Derived d;
    // 编译报错：Base是Derived的私有基类，不可访问
    Base* b = static_cast<Base*>(&d); 
    return 0;
}

2. 带扩展的C风格转换（编译成功） #

同样的私有继承场景，C风格转换会调用扩展版static_cast，跳过访问权限检查完成转换：

class Base { };
class Derived : private Base { };

int main() {
    Derived d;
    // C风格转换触发带扩展的static_cast，转换成功
    Base* b = (Base*)&d; 
    return 0;
}

成员指针的扩展转换示例 #

该规则同样适用于成员指针的转换：

class Base { public: int x; };
class Derived : private Base { };

int main() {
    // 普通static_cast编译失败：Base是私有基类
    // int Base::*mp = static_cast<int Base::*>(&Derived::x);
    
    // C风格转换触发扩展版static_cast，成员指针转换成功
    int Base::*mp = (int Base::*)&Derived::x;
    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者LiDa Cute