如何修改關聯式容器中鍵值對的鍵？

通過前面的學習，讀者已經掌握了所有關聯式容器（包括 map、multimap、set 和 multiset）的特性和用法。其中需要指出的是，對於如何修改容器中某個鍵值對的鍵，所有關聯式容器可以採用同一種解決思路，即先刪除該鍵值對，然後再向容器中新增修改之後的新鍵值對。

那麼，是否可以不刪除目標鍵值對，而直接修改它的鍵呢？接下來就圍繞此問題，給讀者展開詳細的講解。

首先可以明確的是，map 和 multimap 容器只能採用“先刪除，再新增”的方式修改某個鍵值對的鍵。原因很簡單，C++ STL 標準中明確規定，map 和 multimap 容器用於儲存型別為 pair<const K, V> 的鍵值對。顯然，只要目標鍵值對儲存在當前容器中，鍵的值就無法被修改。

舉個例子：

map<int, int> mymap{ {1,10},{2,20} };
//map 容器的鍵為 const 型別，不能被修改
mymap.begin()->first = 100;

multimap<int, int> mymultimap{ {10,100},{20,200} };
//multimap 容器的鍵為 const 型別，同樣不能被修改
mymultimap.begin()->first = 100;

其中，第 3 行程式碼試圖直接將 mymap 容器中 {1,10} 的鍵改為 100，同樣第 7 行程式碼試圖直接將 mymultimap 容器中 {10,100} 的鍵改為 100，它們都是不能通過編譯的。

正如上面例子中演示的那樣，直接修改 map 或 multimap 容器中某個鍵值對的鍵是行不通的。但對於 set 或者 multiset 容器來說，卻是可行的。

和 map、multimap 不同，C++ STL 標準中並沒有用 const 限定 set 和 multiset 容器中儲存元素的型別。換句話說，對於 set<T> 或者 multiset<T> 型別的容器，其儲存元素的型別是 T 而不是 const T。

事實上，對 set 和 multiset 容器中的元素型別作 const 修飾，是違背常理的。舉個例子，假設我們使用 set 容器儲存多個學生資訊，如下是一個表示學生的類：

class student {
public:
    student(string name, int id, int age) :name(name), id(id), age(age) {
    }
    const int& getid() const {
        return id;
    }
    void setname(const string name){
        this->name = name;
    }
    string getname() const{
        return  name;
    }
    void setage(int age){
        this->age = age;
    }
    int getage() const{
        return  age;
    }
private:
    string name;
    int id;
    int age;
};

在建立 set 容器之前，我們還需要為其設計一個排序規則，這裡假定以每個學生的 id 做升序排序，其排序規則如下：

class cmp {
public:
    bool operator ()(const student &stua, const student &stub) {
        //按照字串的長度，做升序排序(即儲存的字串從短到長)
        return  stua.getid() < stub.getid();
    }
};

做完以上所有的準備工作後，就可以建立一個可儲存 student 物件的 set 容器了，比如：

set<student, cmp> myset{ {"zhangsan",10,20},{"lisi",20,21},{"wangwu",15,19} };

由此建立的 myset 容器中，儲存的資料依次為：

{"zhangsan",10,20}
{"wangwu",15,19}
{"lisi",20,21}

注意，set 容器中每個元素也可以看做是鍵和值相等的鍵值對，但對於這裡的 myset 容器來說，其實每個 student 物件的 id 才是真正的鍵，其它資訊（name 和 age）只不過是和 id 係結在一起而已。因此，在不破壞 myset 容器中元素的有序性的前提下（即不修改每個學生的 id），學生的其它資訊是應該允許修改的，但有一個前提，即 myset 容器中儲存的各個 student 物件不能被 const 修飾（這也是 set 容器中的元素型別不能被 const 修飾的原因）。

總之，set 和 multiset 容器的元素型別沒有用 const 修飾。所以從語法的角度分析，我們可以直接修改容器中元素的值，但一定不要修改元素的鍵。

例如，在已建立好的 myset 容器的基礎上，如下程式碼嘗試修改 myset 容器中某個學生的 name 名字：

set<student>::iterator iter = mymap.begin();
(*iter).setname("xiaoming");

注意，如果讀者執行程式碼會發現，它也是無法通過編譯的。

雖然 C++ STL 標準沒有用 const 修飾 set 或者 multiset 容器中元素的型別，但也做了其它工作來限制使用者修改容器的元素。例如上面程式碼中，*iter 會呼叫 operator*，其返回的是一個 const T& 型別元素。這意味著，C++ STL 標準不允許使用者借助迭代器來直接修改 set 或者 multiset 容器中的元素。

那麼，如何才能正確修改 set 或 multiset 容器中的元素呢？最直接的方式就是借助 const_cast 運算子，該運算子可以去掉指標或者參照的 const 限定符。

有關 const_cast 運算子的用法，由於不是本節重點，這裡不再做詳細講解，有興趣的讀者可自行查閱相關資料。

比如，我們只需要借助 const_cast 運算子對上面程式稍作修改，就可以執行成功：

set<student>::iterator iter = mymap.begin();
const_cast<student&>(*iter).setname("xiaoming");

由此，mymap 容器中的 {"zhangsan",10,20} 就變成了 {"xiaoming",10,20}。

再次強調，雖然使用 const_cast 能直接修改 set 或者 multiset 容器中的元素，但一定不要修改元素的鍵！如果要修改，只能採用“先刪除，再新增”的方式。另外，不要試圖以同樣的方式修改 map 或者 multimap 容器中鍵值對的鍵，這違反了 C++ STL 標準的規定。

總結

總的來說，map 和 multimap 容器中元素的鍵是無法直接修改的，但借助 const_cast，我們可以直接修改 set 和 multiset 容器中元素的非鍵部分。

為了加深讀者的理解，如下是和本節內容相關的完整程式，讀者可直接拷貝下來：

#include<iostream>
#include<set>
#include<string>
using namespace std;
class student {
public:
    student(string name, int id, int age) :name(name), id(id), age(age) {
    }
    const int& getid() const {
        return id;
    }
    void setname(const string name){
        this->name = name;
    }
    string getname() const{
        return  name;
    }
    void setage(int age){
        this->age = age;
    }
    int getage() const{
        return  age;
    }
    void display()const {
        cout << id << " " << name << " " << age << endl;
    }
private:
    string name;
    int id;
    int age;
};
//自定義 myset 容器的排序規則
class cmp {
public:
    bool operator ()(const student &stua, const student &stub) {
        //按照字串的長度，做升序排序(即儲存的字串從短到長)
        return  stua.getid() < stub.getid();
    }
};

int main() {
    set<student, cmp> mymap{ {"zhangsan",10,20},{"lisi",20,21},{"wangwu",15,19} };

    set<student>::iterator iter = mymap.begin();
    //直接將 {"zhangsan",10,20} 中的 "zhangsan" 修改為 "xiaoming"
    const_cast<student&>(*iter).setname("xiaoming");
   
    while (iter != mymap.end()) {
        (*iter).display();
        ++iter;
    }
    return 0;
}

程式執行結果為：

10 xiaoming 20
15 wangwu 19
20 lisi 21