Swift如何避免枚举时集合被修改？底层原理解析

一、代码行为对比 #

1. Swift正向/倒序遍历修改集合均正常 #

Swift中无论是正向还是倒序遍历可变数组时修改集合，代码都能正常执行：

正向遍历代码：

var arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
for num in arr {
    arr.removeAll { val in
        return val == num
    }
}
print(arr) // 输出 []

倒序遍历代码：

var arr = [1, 2, 3, 4, 5, 6]
for num in arr.reversed(){
    arr.removeAll { val in
        return val == num
    }
}
print(arr) // 输出 []

2. Objective-C正向遍历修改集合崩溃，倒序遍历正常 #

Objective-C中正向遍历可变数组时修改集合会直接崩溃：

崩溃代码：

NSMutableArray * arr = [NSMutableArray arrayWithObjects: @11, @22, @33, @44, @55, @66, nil];
for (NSObject * obj in arr) {
    [arr removeObject: obj];
}
NSLog(@"%@", arr);

崩溃信息：

Terminating app due to uncaught exception 'NSGenericException', reason: '*** Collection <__NSArrayM: 0x> was mutated while being enumerated.'

但倒序遍历的变体代码可以正常运行：

NSMutableArray * arr = [NSMutableArray arrayWithObjects: @11, @22, @33, @44, @55, @66, nil];
for (NSObject * obj in arr.reverseObjectEnumerator) {
    [arr removeObject: obj];
}
NSLog(@"%@", arr); // 输出 []

二、核心问题 #

为什么Swift在枚举集合时修改原集合不会崩溃，而Objective-C正向遍历会崩溃？Swift的底层机制是什么？

三、底层原理分析 #

1. Objective-C正向遍历崩溃的原因 #

Objective-C的NSMutableArray是引用类型，for-in遍历依赖的NSEnumerator枚举器会直接绑定原数组的存储状态。数组内部维护了一个修改版本号，每次增删改操作都会更新这个版本号。枚举器在每次迭代时会校验版本号，如果发现版本号和枚举开始时不一致，就会抛出NSGenericException异常，阻止非法操作。

而倒序遍历使用reverseObjectEnumerator时，枚举器的遍历逻辑是从数组末尾向前取元素。每次删除末尾元素不会影响前面未遍历元素的索引位置，且枚举器的版本号校验不会触发，因此可以正常完成遍历和修改。

2. Swift避免崩溃的核心机制 #

Swift的Array是值类型，且遵循**写时复制（Copy-on-Write, COW）**机制，这是它避免枚举冲突的核心：

• 当执行for num in arr时，遍历操作是对数组的只读访问，此时不会触发复制，遍历的是原数组的存储区域。
• 当在循环中调用removeAll修改数组时，由于原存储区域正在被遍历（只读占用），Swift会自动复制一份新的存储区域，所有修改操作都在新区域上进行。
• 遍历操作始终在原存储区域上执行，修改后的数组指向新存储区域，两者完全隔离，既不会影响遍历序列，也不会触发任何冲突或崩溃。

对于arr.reversed()的倒序遍历，reversed()返回的是ReversedCollection视图，它并不复制原数组，而是通过索引映射实现反向访问。但同样基于COW机制，当修改原数组时，会触发复制，遍历仍基于原存储的索引映射进行，因此也能正常执行。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者DNG