Java forEach内でのArrayListのremoveメソッドの挙動について

Question

知りたいこと

ArrayListの要素が５つの場合と３つの場合で、forEach内でのremoveメソッドを使用した際の動きが違う理由を知りたい。

現在分かっていること

リストの値が５つの場合forEachを行うと例外が発生してしまいますが、値が３つの場合は正常に動作されます。

解説では

拡張forで要素を１つずつ取り出し、その途中でremoveメソッドを使って要素を削除してしまっています。そのため、removeメソッドを実行するタイミングで例外がスローされます。

と、書いてありますが、要素のが３つの場合は例外が発生しないので、この解説は間違っているのでしょうか？

コードと出力結果1

public class main extends Parent{
    public static void main(String[] args){
        
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
        list.add("d");
        list.add("e");
        
       
        System.out.println( list.toString());
        for(String str: list){
            if("b".equals(str)){
                list.remove(str);
            }else{
                System.out.println(str);
            }
        }
        
        for(String str: list){
            System.out.println(str);
        }
    }
}

[a, b, c, d, e]
a
Exception in thread "main" java.util.ConcurrentModificationException
at java.util.ArrayList$Itr.checkForComodification(ArrayList.java:909)
at java.util.ArrayList$Itr.next(ArrayList.java:859)
at silver.main.main.main(main.java:29)
C:\Users\2170145.MAETEL\AppData\Local\NetBeans\Cache\8.2\executor-snippets\run.xml:53: Java returned: 1
ビルド失敗(合計時間: 0秒)

コードと出力結果2

public class main extends Parent{
    public static void main(String[] args){
        
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        list.add("a");
        list.add("b");
        list.add("c");
       
        System.out.println( list.toString());
        for(String str: list){
            if("b".equals(str)){
                list.remove(str);
            }else{
                System.out.println(str);
            }
        }
        System.out.println( list.toString());
        for(String str: list){
            System.out.println(str);
        }
    }
}

[a, b, c]
a
[a, c]
a
c

Answer 1

状況が微妙に異なりますが、原理的にはこれです→ConcurrentModificationExceptionが発生するパターンについて(私の回答)

Comments

[kbayashi]

回答有り難うございます。
リストが3つの場合、bが削除された後、iteratorのhasNext()が呼び出され現在位置がリストのサイズと同じだからfalseが返される。５つの場合はbを削除しリストのサイズが4になり、nextメソッドで変更回数に違いが生じたので例外を発生さているということなんですね。また、拡張forの中で暗黙的にiteratorを使用していることも知りませんでした。勉強になりました。ありがとうございます。

Answer 2

そもそも、forEach内でのremoveメソッドを使用してはいけません。
Itratorを使用する必要があります。

なぜ、3つだとOKで、5つだとNGなのか、正確にはわかりませんが、言語仕様の穴を通ってしまったのではないでしょうか・・・？
（例えば、N個の項目を持つListの場合、N-1番目の項目をremoveしても動くとか・・・？）

Comments

[kbayashi]

回答有り難うございます。
ArrayListとIteratorは内部で「変更された回数」を保持していて、nextメソッド等を起動した際に変更された回数にミスマッチがあれば、例外を返すらしいです。なので今回だと、リストが3つの場合、bが削除された後、iteratorのhasNext()が呼び出され現在位置がリストのサイズと同じだからfalseが返さループが正常に終了され。５つの場合はbを削除しリストのサイズが4になり、nextメソッドで変更回数に違いが生じたので例外を発生させているらしいです。

そもそもforEach内でremoveメソッドを使ってはいけないことを知りませんでした。勉強になりました。
ありがとうございます。

Answer 3

要素のが３つの場合は例外が発生しないので

たまたまです。別の環境やバージョンになれば、その動作が変わっても文句は言えません。

フェイルファスト・イテレータは、ベスト・エフォート・ベースでConcurrentModificationExceptionをスローします。したがって、正確を期すためにこの例外に依存するプログラムを書くことは誤りです。

Comments

[kbayashi]

回答有り難うございます。
つまりループで回してる際に、削除したり追加したりすると例外が発生したりしなかったりするから、原則として拡張forでremove等を書くなということですね。
勉強になりました。ありがとうございます。