为什么这个 foreach 循环不会抛出“集合已修改”异常？

Question

我正在使用 .NET Framework 4.0。

神奇之处在于OrderBy() LINQ 方法。这里有几个例子供你参考：

var list = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6};
foreach (var item in list)
{
    if (item % 2 == 0)
      list.Remove(item);
}

正如预期的那样，这个循环抛出了"System.InvalidOperationException: Collection was modified; enumeration operation may not execute." 异常。

但是，如果我添加对OrderBy() 的调用：

foreach (var item in list.OrderBy(v => v))
{
    if (item % 2 == 0)
      list.Remove(item);
}

代码执行得很好，从列表中删除了所有偶数。

起初我认为OrderBy() 只是枚举了源列表并创建了它的排序副本。这将是有道理的，并解释了为什么循环不会引发异常：我没有枚举与我正在修改的列表相同的列表。但是在the documentation（“备注”部分）中声明：

这个方法是通过延迟执行来实现的。立即返回值是一个存储执行操作所需的所有信息的对象。在通过直接调用其 GetEnumerator 方法或使用 Visual C# 中的 foreach 或 Visual Basic 中的 For Each 枚举对象之前，不会执行此方法表示的查询。

那么这是文档中的错误（可能是此块的意外复制粘贴？）还是我错过了什么？

附：有this question，但投票最多的answer 假定OrderBy() 只是列举了这个列表。我很想知道它是否属实（对一些.NET源的引用 非常受欢迎）。也许副本确实没有创建，但是在我修改之前完全枚举了源列表？

Answer 1

我认为这是因为当OrderBy 开始执行时，它会通过调用ToArray 在Buffer<T> 类中创建列表的副本，因此修改原始列表不会引发异常。这是reference to the source code

 internal Buffer(IEnumerable<TElement> source)
    {
        if (source is IIListProvider<TElement> iterator)
        {
            TElement[] array = iterator.ToArray();
            _items = array;
            _count = array.Length;
        }
        else
        {
            _items = EnumerableHelpers.ToArray(source, out _count);
        }
    }

Buffer在GetEnumerator方法中被初始化：

public IEnumerator<TElement> GetEnumerator()
    {
        Buffer<TElement> buffer = new Buffer<TElement>(_source);
        if (buffer._count > 0)
        {
            int[] map = SortedMap(buffer);
            for (int i = 0; i < buffer._count; i++)
            {
                yield return buffer._items[map[i]];
            }
        }
    }

Answer 2

文档中没有错误 - list.OrderBy(v => v) 被延迟（注意在此处执行），但是当您使用 foreach 对其进行迭代时，OrderBy 将需要处理整个集合以确定所有元素的顺序。

您可以通过引入副作用并在第一个元素处打破循环来看到它：

var list = new List<int> { 1, 2, 3, 4, 5, 6};
var xxx = list.OrderBy(v => {
    Console.WriteLine(v);
    return v;
});
// next will print "before" and then all collection elements
Console.WriteLine("before");
foreach (var item in xxx)
{
    break;
} 

而internally（.NET Framework 版本）OrderBy 在执行期间会创建传入枚举的副本：

public IEnumerator<TElement> GetEnumerator() {
    Buffer<TElement> buffer = new Buffer<TElement>(source); // will copy elements here
    if (buffer.count > 0) {
        EnumerableSorter<TElement> sorter = GetEnumerableSorter(null);
        int[] map = sorter.Sort(buffer.items, buffer.count);
        sorter = null;
        for (int i = 0; i < buffer.count; i++) yield return buffer.items[map[i]];
    }
}