TreeSet Iterator 遍歷中刪除元素引發 ConcurrentModificationException 解析

問題現場

TreeSet<String> set = new TreeSet<>();
set.add("one1");
set.add("two1");
set.add("three1");

for (Iterator<String> it = set.iterator(); it.hasNext(); ) {
    String str = it.next();
    System.out.println(str);
    if (str.equals("three1")) {
        set.remove(str); // 直接操作集合刪除
    }
}

執行結果拋出 ConcurrentModificationException，但書上說「遍歷到最後一個元素時操作集合不會拋異常」，為何矛盾？

根因深度剖析

1. TreeSet 內部機制

• 底層由 TreeMap 實現，元素按 自然順序 或 Comparator 排序。
• String 實作 Comparable，比較規則："one1" < "three1" < "two1"（字典序）。
• 因此迭代順序為：one1 → three1 → two1。

2. Fail-Fast 機制

Iterator 內部維護 expectedModCount，初始化時等於集合的 modCount。每次 next() 前會檢查：

final void checkForComodification() {
    if (modCount != expectedModCount)
        throw new ConcurrentModificationException();
}

當你呼叫 set.remove() 而非 it.remove() 時，modCount 增加，但 expectedModCount 未同步更新，導致下一次 next() 或 hasNext() 觸發異常。

3. 為何書上說「最後一個元素不拋異常」？

這句話的前提是：刪除的是最後一個元素，且刪除後不再呼叫迭代器的任何方法。
你的案例中，刪除的是中間元素 three1，迭代器還需繼續取 two1，故必拋異常。

正確刪除姿勢

方案一：使用 Iterator 自帶的 remove()（推薦）

if (str.equals("three1")) {
    it.remove(); // 安全刪除，會同步 expectedModCount
}

方案二：收集待刪除元素，遍歷結束後批次刪除

List<String> toRemove = new ArrayList<>();
for (String s : set) {
    if (s.equals("three1")) toRemove.add(s);
}
set.removeAll(toRemove);

方案三：Java 8+ removeIf()

set.removeIf(s -> s.equals("three1"));

最佳實踐總結

1. 遍歷過程中絕不直接操作集合（add/remove/clear），改用 Iterator.remove() 或事後批次處理。
2. 若需高併發場景，考慮 CopyOnWriteArraySet 或加鎖。
3. 理解 modCount 機制，是 Java 集合框架面試必考點。

掌握這些細節，能避開 90% 的集合遍歷坑，寫出更健壯的程式碼。