为什么我无法对std::set中Vertex对象的vector成员调用push_back？

核心问题解答 #

std::set的迭代器属于常量迭代器范畴，->运算符返回的是const T*类型的指针，指向的是常量对象，你无法通过该指针修改对象的成员。
原因是std::set是有序关联容器，容器的排序逻辑依赖元素本身的值，一旦允许随意修改元素内容，会直接破坏容器内部的有序结构，引发未定义行为，因此C++标准强制要求std::set迭代器返回只读的常量对象。

代码执行失败的两个直接原因 #

1. 迭代器有效性判断顺序错误
   你先对it1解引用构造p1，再判断it1 != vertices_.end()，如果传入的c1不在顶点集合中，it1就是end()迭代器，解引用空迭代器直接触发崩溃。
2. 尝试修改set的常量元素
   即使it1是有效迭代器，你通过it1->neighbors访问到的是const std::vector<...>，调用push_back修改常量对象的成员，属于编译期就不允许的操作，如果你的代码是运行期崩溃大概率是第一个问题，要是编译失败就是第二个问题。

另外你当前的边插入逻辑也存在问题：你构造的p1是当前顶点和权重的pair，相当于把自己加入自己的邻接表，正常应该是把*it2（对端顶点）加入it1的邻接表。

修复方案 #

方案1：用mutable修饰不参与排序的成员 #

因为你的Vertex类的排序、判等逻辑只用到ID_字段，neighbors的修改完全不影响容器的有序性，你可以给neighbors加mutable修饰，允许在常量对象上修改该成员：

mutable std::vector<std::pair<Vertex, int>> neighbors;

方案2：替换容器为std::map（更推荐） #

你可以把顶点集合改成std::map<char, Vertex>，键是顶点ID，值是顶点对象，map的有序性只由键保证，值可以随意修改，不需要额外改Vertex类的定义：

// 修改Graph类的成员定义
protected:
    std::map<char, Vertex> vertices_;

// 对应的insertEdge逻辑调整
void Graph::insertEdge(char c1, char c2, int w) {
    auto it1 = vertices_.find(c1);
    auto it2 = vertices_.find(c2);
    // 先判断两个顶点都存在
    if(it1 != vertices_.end() && it2 != vertices_.end()) {
        it1->second.neighbors.emplace_back(it2->second, w);
        // 如果是无向图还要加反向边：it2->second.neighbors.emplace_back(it1->second, w);
    }
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Jib Ran