为什么List<T>.ForEach允许修改列表？

Question

如果我使用：

var strings = new List<string> { "sample" };
foreach (string s in strings)
{
  Console.WriteLine(s);
  strings.Add(s + "!");
}

在 foreach 中的 Add 会抛出一个 InvalidOperationException 异常 (集合已修改；枚举操作不能执行)，我认为这很合理，因为我们正在自食其力。

但是，如果我使用：

var strings = new List<string> { "sample" };
strings.ForEach(s =>
  {
    Console.WriteLine(s);
    strings.Add(s + "!");
  });

使用List.ForEach时，它会循环直到抛出OutOfMemoryException异常，这会让人感到惊讶，因为我一直以为List.ForEach只是foreach或for的包装器。
是否有人能解释一下这种行为的原因和方式？

(参考ForEach loop for a Generic List repeated endlessly)

- SWeko

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我同意。这有些可疑。我建议您将其发布在Microsoft Connect上并要求澄清。 - TomTom

这让我感到惊讶，因为我一直认为List.ForEach只是foreach或for的包装器之一。但实际上仍可以使用for来执行相同的操作，并且可能会导致同样的OutOfMemoryException异常。 - Anthony Pegram

这是基于我的问题：http://stackoverflow.com/q/9311272/132239，感谢SWeko深入了解它的细节。 - Kasrak

Answer 1

这是因为ForEach方法没有使用枚举器，而是使用for循环来遍历项目：

public void ForEach(Action<T> action)
{
    if (action == null)
    {
        ThrowHelper.ThrowArgumentNullException(ExceptionArgument.match);
    }
    for (int i = 0; i < this._size; i++)
    {
        action(this._items[i]);
    }
}

（代码由JustDecompile获得）

由于枚举器未使用，它从未检查列表是否已更改，并且for循环的结束条件从未达到，因为在每次迭代中增加了_size。

- Thomas Levesque

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是的，但是_size是如何计算的呢？如果它只是预先计算好的，那么对于我的示例来说它应该只运行一次。显然它会以某种方式被刷新。 - SWeko

在 Add 方法中进行了刷新 -> this._items[this._size++] = item; - Fabio

@SWeko，它不是计算出来的，而是每次添加或删除项目时更新。 - Thomas Levesque

在List<T>中有一个名为_version的私有变量，它可以检测到这种情况，因为它会在更改列表本身的操作中进行更新。 - SWeko

您可以通过先获取大小（int theSize = this._size），然后在for循环中使用它来避免异常吗？ - Lazlow

Answer 2

List<T>.ForEach是通过内部的for实现的，因此它不使用枚举器并允许修改集合。

- Alexey Raga

Answer 3

因为附加到List类的ForEach内部使用直接附加到其内部成员的for循环 - 您可以通过下载.NET框架的源代码来查看。

http://referencesource.microsoft.com/netframework.aspx

而foreach循环首先是编译器优化，但也必须作为观察者针对集合进行操作 - 因此，如果修改了集合，则会引发异常。

- Mike Perrenoud

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回答@Thomas帖子中关于它如何刷新的评论 - 当调用add时，内部成员会被刷新，因此它能够跟上更改。如果您要执行插入操作，并且索引小于当前索引，则永远不会对该项进行操作，因为已经迭代过该项。但由于您是添加到末尾，所以可以正常工作。 - Mike Perrenoud

是的，将Add行更改为strings.Insert(0, s + "！")只会打印出“sample”。奇怪的是，文档中根本没有提到这一点。 - SWeko

我认为微软意识到在他们的文档中提供每一个细节是几乎不可能的，所以现在他们提供源代码。说实话，我觉得这是更好的解决方案，但唯一的问题是像WF这样的产品更新速度不够快——4.x WF源代码仍然不可用。 - Mike Perrenoud

Answer 4

我们知道这个问题，这是最初编写时的疏忽。不幸的是，我们不能更改它，因为这将阻止先前运行正常的代码。

        var list = new List<string>();
        list.Add("Foo");
        list.Add("Bar");

        list.ForEach((item) => 
        { 
            if(item=="Foo") 
                list.Remove(item); 
        });

这种方法本身的效用有问题，正如Eric Lippert所指出的那样，因此我们没有在.NET for Metro风格应用程序（即Windows 8应用程序）中包含它。

David Kean（BCL团队）

- David Kean

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我看到这将是一个重大的破坏性变更，但它仍然可能以非明显的方式失败，这从来不是一件好事。我无法想象使用ForEach方法优于简单的for循环（或foreach，如果不需要操纵原始列表）的情况。 - SWeko