在上一期C++中 set的用法文章當(dāng)中講解了set的一些常規(guī)用法和api，最后末尾的時(shí)候留了一個(gè)問(wèn)題，如何修改set中的元素？今天就來(lái)聊聊這個(gè)問(wèn)題。

很多同學(xué)估計(jì)會(huì)說(shuō)，這還不簡(jiǎn)單，不是有迭代器么。我們把迭代器當(dāng)做指針，去修改它指向的值不就行了嗎？

like this：

set<string> st{"hello", "world", "good"};
set<string>::iterator it = st.begin();
*it = "test";

但是很遺憾，你真這么做了，會(huì)得到一個(gè)報(bào)錯(cuò)：

報(bào)錯(cuò)的意思是set的迭代器并沒(méi)有重載等于符號(hào)，也就是說(shuō)我們沒(méi)辦法使用等于符號(hào)來(lái)為它賦值。說(shuō)白了，也就是編譯器進(jìn)行了限制，不允許我們對(duì)set迭代器的內(nèi)容進(jìn)行修改。

Effective C++當(dāng)中也明確說(shuō)了，不要對(duì)set集合中的元素進(jìn)行修改。

不知道有沒(méi)有小伙伴去嘗試，可能有些小伙伴嘗試了之后會(huì)說(shuō)不對(duì)啊，在我電腦上怎么能運(yùn)行？

也很簡(jiǎn)單，大概率因?yàn)槟阌玫氖莢c編譯器，比如臭名昭著的VC6.0或者是visual studio IDE（不是VSCode）。微軟的編譯器沒(méi)有嚴(yán)格遵循C++的標(biāo)準(zhǔn)，在很多地方有些瑕疵和隨意。這也是不推薦使用VC6.0進(jìn)行C++學(xué)習(xí)的原因，因?yàn)闀r(shí)間久了，就把錯(cuò)的當(dāng)成對(duì)的了。

吐槽完畢，回到正題。既然已經(jīng)知道了這樣修改會(huì)引發(fā)報(bào)錯(cuò)，是不是就已經(jīng)得到了答案了呢？

其實(shí)并沒(méi)有，因?yàn)槿绻覀冋娴娜ラ喿xC++的標(biāo)準(zhǔn)或者是翻閱set的源碼，會(huì)發(fā)現(xiàn)其中是沒(méi)有明確說(shuō)明set中的元素是定義成const的。

實(shí)際上，std::set<T>聲明一個(gè)allocator_type，默認(rèn)為std::allocator<T>。std::allocator_traits<allocator_type>::construct將它傳遞給T *，從而構(gòu)造一個(gè)T，而不是const T。

說(shuō)人話(huà)就是std::set<T>其實(shí)不允許將元素定義成const，既然元素不是const類(lèi)型，那么就說(shuō)明理論上是可以修改的。也就是說(shuō)C++規(guī)范里說(shuō)不能改，Effective C++中說(shuō)建議不要改，但實(shí)際上底層的實(shí)現(xiàn)里并沒(méi)有嚴(yán)格禁止。我們非要改還是有辦法的，那是什么辦法呢？

老梁縱觀全網(wǎng)博客，也沒(méi)有看到一篇把這個(gè)問(wèn)題說(shuō)清楚。

在我們開(kāi)始之前，首先思考一個(gè)問(wèn)題，既然set底層源碼當(dāng)中的元素并不是定義成const，那么當(dāng)我們?nèi)ビ玫魅バ薷牡臅r(shí)候?yàn)槭裁磿?huì)報(bào)錯(cuò)呢？

要回答這個(gè)問(wèn)題，我們只需要查看一下set迭代器的源碼定義即可。

老梁在大牛的源碼分析當(dāng)中找到了一行關(guān)鍵的代碼：

原來(lái)迭代器的定義是一個(gè)const_iterator，搞了半天，其實(shí)并不是set底層限制了禁止修改，而是通過(guò)迭代器限制的。所以要想修改set當(dāng)中的元素，我們只需要繞開(kāi)迭代器的這個(gè)限制即可。

進(jìn)一步研究可以發(fā)現(xiàn)，它這里使用的是一個(gè)const_iterator，它表示一個(gè)指向常量的迭代器，和const iterator不同。后者表示迭代器本身是一個(gè)常量，即迭代器本身指向的位置不能修改。而前者表示迭代器指向的位置是一個(gè)const常量，迭代器本身可以修改，指向不同的位置，但我們不能修改它指向的位置的值。

const_iterator并沒(méi)有嚴(yán)格限制只能指向const修飾的變量，這也就能解釋為什么set當(dāng)中的元素沒(méi)有const修飾也不會(huì)報(bào)錯(cuò)的原因，因?yàn)?code>const_iterator兼容這種情況。

const_iterator解引用之后是一個(gè)const修飾的變量的引用，所以我們要對(duì)它指向的內(nèi)容進(jìn)行修改，只需要將它解引用的結(jié)果去除const限制即可。那具體怎么操作呢，我們可以使用const_cast操作符解除const的限制。

但它也不是萬(wàn)能的，它只能使用在引用和指針當(dāng)中，用來(lái)去掉const屬性。

這里有必要說(shuō)明一下，在C++當(dāng)中const修飾符出現(xiàn)的位置不同有不同的含義。以指針舉例，const T* p和T* const p是兩種完全不同的指針，前者表示不能通過(guò)指針去修改指向?qū)ο蟮膬?nèi)容。如p->x = 100;這樣的操作都是非法的。而后者表示指針只能在初始化時(shí)設(shè)置指向的內(nèi)容，之后不能修改指向，如p=&t;是非法的。

在當(dāng)前問(wèn)題當(dāng)中，我們想要修改set當(dāng)中的元素值，遇到了const限制，顯然是第一種情況。

有些同學(xué)可能會(huì)覺(jué)得疑惑，我們加上const的目的不就是為了對(duì)變量做限制，從而可以在編譯的時(shí)候通過(guò)編譯器來(lái)替我們檢查一些非法的操作嗎？既然如此，又為什么需要去掉呢？

主要的原因是有時(shí)候我們手上的變量有const修飾，但是我們想要調(diào)用一個(gè)函數(shù)，而函數(shù)的內(nèi)部會(huì)對(duì)指針或引用指向的值進(jìn)行修改。這個(gè)時(shí)候我們就沒(méi)辦法傳入我們手上已有的參數(shù)了，const_cast操作符設(shè)計(jì)的初衷就是為了應(yīng)對(duì)這種情況。

我們來(lái)舉個(gè)例子：

void test(int *x) {
 *x = 5;
}

int main() {
 int a = 3;
 const int *p = &a;

 test(p);
 return 0;
}

如果我們編譯上面這段代碼就會(huì)遇到編譯器無(wú)情地報(bào)錯(cuò)，因?yàn)槲覀冊(cè)趖est函數(shù)內(nèi)部修改了指針p的指向。

這個(gè)時(shí)候我們就可以在傳參的時(shí)候，使用const_cast操作符來(lái)解除掉const的限制。

test(const_cast<int*>(p));

尖括號(hào)中是我們要轉(zhuǎn)換的類(lèi)型，只能是指針或引用。如果我們輸出指針p指向的值，會(huì)得到5，因?yàn)樵趖est函數(shù)當(dāng)中進(jìn)行了修改。

看起來(lái)好像很簡(jiǎn)單，對(duì)吧？

但是我們接下來(lái)看兩個(gè)例子，可能會(huì)令人有些費(fèi)解：

const int a = 3;
int *r = const_cast<int*>(&a);
(*r)++;
cout << a << endl;

int i = 3;
const int b = i;
int *r2 = const_cast<int*>(&b);
(*r2)++;
cout << b << endl;

這兩段代碼做的事情非常類(lèi)似，也就是通過(guò)const_cast修改了一個(gè)const修飾的int。唯一的不同是int a是直接賦值成了3，而int b是賦值成了另外一個(gè)也等于3的int。這兩者其實(shí)并沒(méi)有什么區(qū)別，對(duì)吧？但是當(dāng)我們運(yùn)行代碼之后，神奇的事情發(fā)生了，

屏幕上輸出的結(jié)果是這樣的：

為什么一個(gè)是3，另外一個(gè)是4呢？這兩者的邏輯明明是一樣的！

老梁發(fā)現(xiàn)這個(gè)問(wèn)題的時(shí)候是完全震驚的，查了好久的資料，才從大牛博客的只言片語(yǔ)當(dāng)中找到了一點(diǎn)描述。原來(lái)是編譯器針對(duì)第一種情況做了優(yōu)化，因?yàn)閍初始化時(shí)給的是一個(gè)常量，所以當(dāng)我們輸出的時(shí)候，編譯器就直接取了3代替了它實(shí)際原本應(yīng)該的值。

關(guān)于這個(gè)解釋老梁也不能完全確認(rèn)，如果有知道的小伙伴不妨在下方留言。

最后， 我們回到正題，如果我們想要修改set當(dāng)中的元素，可以怎么操作呢？

我們知道了const_cast操作符之后就完全沒(méi)有懸念了。

set<string> st{"hello", "world", "good"};
set<string>::iterator it = st.begin();
const_cast<string&>(*it) = "test";

for (auto it = st.begin(); it != st.end(); it++) {
    cout << *it << endl;
}

但是我們需要注意一點(diǎn)，我們這樣強(qiáng)行修改其實(shí)是沒(méi)有經(jīng)過(guò)set原本的機(jī)制的。也就是說(shuō)我們雖然改了元素的值，但是它在紅黑樹(shù)中的位置其實(shí)是沒(méi)有變的。這樣的結(jié)果就是會(huì)導(dǎo)致元素失去有序性，比如上面的結(jié)果輸出的順序是："test","hello","world"，按道理應(yīng)該是按照字典順序排序的。

這也是為什么C++ Primer里強(qiáng)烈建議大家不要修改set中元素值的原因，如果真的要修改，只能先刪除再添加了。雖然這樣會(huì)犧牲一點(diǎn)點(diǎn)性能，但至少可以保證set里的數(shù)據(jù)都是安全有序的。

到此這篇關(guān)于C++為什么不能修改set里的值？非要修改怎么辦？的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C++修改set里的值內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

注：文章轉(zhuǎn)自微信公眾號(hào)：Coder梁（ID：Coder_LT）

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