Warum kann man die Werte eines Wörterbuchs nicht ändern, während man seine Schlüssel aufzählt?

Question

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        var dictionary = new Dictionary<string, int>()
        {
            {"1", 1}, {"2", 2}, {"3", 3}
        };

        foreach (var s in dictionary.Keys)
        {
            // Throws the "Collection was modified exception..." on the next iteration
            // What's up with that?

            dictionary[s] = 1;  
        }
    }
}

Ich verstehe vollkommen, warum diese Ausnahme beim Aufzählen einer Liste ausgelöst wird. Es scheint vernünftig zu erwarten, dass sich während der Aufzählung die Struktur des aufgezählten Objekts nicht ändert. Ändert sich jedoch eine Wert eines Wörterbuchs ändert auch dessen Struktur ? Insbesondere die Struktur der Schlüssel?

Answer 1

Denn die Werte und Schlüssel werden als Paar gespeichert. Es gibt keine separate Struktur für Schlüssel und Werte, sondern eine einzige Struktur, in der beide als Wertepaar gespeichert werden. Wenn Sie einen Wert ändern, müssen Sie die zugrunde liegende Struktur ändern, die sowohl Schlüssel als auch Werte enthält.

Ändert die Änderung eines Wertes zwangsläufig die Reihenfolge der zugrunde liegenden Struktur? Nein. Dies ist jedoch ein implementierungsspezifisches Detail und die Dictionary<TKey,TValue> Klasse, die richtigerweise davon ausging, dies nicht zu verraten, indem sie die Änderung von Werten als Teil der API zuließ.

Answer 2

Ich weiß, worauf Sie hinauswollen. Was die meisten Antworten hier nicht beachten, ist, dass Sie über die Liste der Schlüssel iterieren und nicht über die Elemente des Wörterbuchs selbst. Wenn die Programmierer des .NET-Frameworks es wollten, könnten sie relativ leicht zwischen Änderungen an der Struktur des Wörterbuchs und Änderungen an den Werten im Wörterbuch unterscheiden. Aber selbst wenn man die Schlüssel einer Auflistung durchläuft, holt man in der Regel am Ende die Werte trotzdem heraus. Ich vermute, dass die Entwickler des .NET-Frameworks sich gedacht haben, dass man bei einer Iteration über diese Werte wissen möchte, ob sie unter einem geändert werden, genauso wie bei jeder Liste. Entweder das, oder sie hielten es nicht für wichtig genug, um die Programmierung und Wartung zu rechtfertigen, die erforderlich wäre, um zwischen einer Art von Änderung und einer anderen zu unterscheiden.

Answer 3

Dank Vitaliy bin ich zurückgegangen und habe mir den Code genauer angesehen, und es sieht so aus, als ob es eine spezifische Implementierungsentscheidung ist, dies zu verbieten (siehe Schnipsel unten). Das Dictionary speichert einen privaten Wert namens verrsion, der erhöht wird, wenn der Wert eines vorhandenen Elements geändert wird. Wenn der Enumerator erstellt wird, notiert er den Wert zu diesem Zeitpunkt und überprüft ihn dann bei jedem Aufruf von MoveNext.

for (int i = this.buckets[index]; i >= 0; i = this.entries[i].next)
{
    if ((this.entries[i].hashCode == num) && this.comparer.Equals(this.entries[i].key, key))
    {
        if (add)
        {
            ThrowHelper.ThrowArgumentException(ExceptionResource.Argument_AddingDuplicate);
        }
        this.entries[i].value = value;
        this.version++;
        return;
    }
}

Ich wüsste keinen Grund, warum dies notwendig sein sollte. Sie können die Eigenschaften des Wertes immer noch ändern, nur nicht einem neuen Wert zuweisen:

public class IntWrapper
{
  public IntWrapper(int v) { Value = v; }
  public int Value { get; set; }
}

class Program
{
  static void Main(string[] args)
  {
    var kvp = new KeyValuePair<string, int>("1",1);
    kvp.Value = 17;
    var dictionary = new Dictionary<string, IntWrapper>(){
      {"1", new IntWrapper(1)}, 
      {"2", new IntWrapper(2)}, 
      {"3", new IntWrapper(3)} };

    foreach (var s in dictionary.Keys)
    {
      dictionary[s].Value = 1;  //OK
      dictionary[s] = new IntWrapper(1); // boom
    }
  } 
}

Answer 4

Es ist möglich, dass Sie gerade einen neuen Schlüssel in das Wörterbuch eingefügt haben, was in der Tat die dictionary.Keys . Auch wenn das in dieser speziellen Schleife nie passieren wird, ist die [] Operation kann im Allgemeinen die Liste der Schlüssel ändern, so dass dies als Mutation gekennzeichnet wird.

Answer 5

Indexer auf Dictionary ist potenziell eine Operation, die die Struktur der Sammlung verändern kann, da sie einen neuen Eintrag mit einem solchen Schlüssel hinzufügt, wenn noch keiner vorhanden ist. Dies ist hier offensichtlich nicht der Fall, aber ich erwarte, dass Dictionary Vertrag ist bewusst einfach gehalten, indem alle Operationen auf dem Objekt in "mutierend" und "nicht mutierend" unterteilt werden und alle "mutierenden" Operationen Enumeratoren ungültig machen, auch wenn sie eigentlich nichts ändern.