Почему этот код выдает сообщение «Коллекция была изменена», но когда я что-то повторяю перед этим, это не так?

var ints = new List< int >( new[ ] {
    1,
    2,
    3,
    4,
    5
} );
var first = true;
foreach( var v in ints ) {
    if ( first ) {
        for ( long i = 0 ; i < int.MaxValue ; ++i ) { //<-- The thing I iterate
            ints.Add( 1 );
            ints.RemoveAt( ints.Count - 1 );
        }
        ints.Add( 6 );
        ints.Add( 7 );
    }
    Console.WriteLine( v );
    first = false;
}

Если вы закомментируете внутренний forцикл, он выдаст, очевидно, потому что мы внесли изменения в коллекцию.

Теперь, если вы его раскомментируете, почему этот цикл позволяет нам добавлять эти два элемента? Требуется некоторое время, чтобы запустить его, например, полминуты (на процессоре Pentium), но он не срабатывает, и самое забавное, что он выводит:

Это было немного ожидаемо, но это указывает на то, что мы можем изменить, и это фактически меняет коллекцию. Есть идеи, почему возникает такое поведение?

Проблема в том, что способ List<T>обнаружения модификаций заключается в сохранении поля версии типа int, увеличивая его при каждой модификации. Следовательно, если вы внесли ровно несколько из 2 ³² изменений в список между итерациями, это сделает эти изменения невидимыми с точки зрения обнаружения. (Он будет переполняться от int.MaxValueдо int.MinValueи в конечном итоге вернется к своему исходному значению.)

Если вы измените что-либо в своем коде - добавьте 1 или 3 значения, а не 2, или уменьшите количество итераций вашего внутреннего цикла на 1, тогда он выдаст исключение, как и ожидалось.

(Это деталь реализации, а не конкретное поведение - и это деталь реализации, которая может быть замечена как ошибка в очень редких случаях. Однако было бы очень необычно увидеть, как это вызывает проблему в реальной программе.)