在 std::set 的定义中将 const_iterator 转换为 iterator&答案

【问题标题】：Cast of const_iterator to iterator& in definition of std::set在 std::set 的定义中将 const_iterator 转换为 iterator&
【发布时间】：2017-05-03 01:52:50
【问题描述】：

C++ STL 使用红黑树在std::set 和std::map 中存储数据。我注意到set::iterator实际上是红黑树的const迭代器的typedef：

//All code snippets taken from SGI STL. https://www.sgi.com/tech/stl/

typedef _Rb_tree<key_type, value_type, _Identity<value_type>, key_compare, _Alloc> _Rep_type;
typedef typename _Rep_type::const_iterator iterator;

这是合理的，因为用户不应该通过迭代器修改集合的内容。但是set 必须实现像insert 和erase 这样的操作，这需要红黑树的非常量迭代器。 SGI STL 使用 c 风格的转换来做到这一点：

void erase(iterator __position) { 
  typedef typename _Rep_type::iterator _Rep_iterator;
  _M_t.erase((_Rep_iterator&)__position); 
}

我想知道：

为什么这个演员表是安全的？它将_Rep_type::const_iterator 转换为_Rep_type::iterator&。
如何以 C++ 风格编写演员表？ I've tried to do it：static_cast 和 const_cast 都不会完成这项工作。 reinterpret_cast 可以编译，但我不确定它是否与 C 风格的转换相同。

【问题讨论】：

Re：“const 迭代器的 typedef”——这里要非常小心：它实际上是“const_iterator 的 typedef”。 “const_iterator”不是“const iterator”，反之亦然。 “const_iterator”不能用于修改它指向的数据。 “const 迭代器”本身不能被修改，但它可能会也可能不会修改它指向的数据，这取决于它是否实际上是一个 const_iterator。

标签： c++ casting stl iterator set

【解决方案1】：

iterator 和_Rep_type::iterator 是同一个类模板的实例，前者使用const 限定类型，后者使用相同但非const 类型。像这样的：

template <class T, class U>
struct B {};

using S = B<int&, int*>;
using Sconst = B<const int&, const int*>;

所以对于你的问题：

这是安全的，因为这两种类型的内存布局完全相同。
您不能使用static_cast，因为编译器认为这些类型是不相关的。你得带上重炮，reinterpret_cast：

int test() {
    S s;
    Sconst& sconst = reinterpret_cast<Sconst&>(s);
}

【讨论】：