Exception Handling

時間已經到傍晚 6 點，此刻的你正如同洩了氣的氣球軟軟的攤在桌上

主管 : 等一下可以幫我釐清…

你 : 

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System.InvalidOperationException: Operation is not valid due to the current state of the object.
   at System.Collections.Generic.List`1.Enumerator.get_Current()
   at Ｍe.Program.Main(String[] args) in C:\Ｍe\Program.cs:line 12

主管 : ???

你 : (｡ŏ_ŏ)

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💤 InvalidOperationException 的本質是什麼？

「目前物件的狀態，不允許你執行這個動作。」

這種錯誤不是語法錯、也不是參數錯，而是「物件處於此狀態，你要求它做不該做的事。」



💤 常見觸發情境


1️⃣ 修改集合時，同時在迭代（foreach）

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var list = new List<int> { 1, 2, 3 };
foreach (var item in list)
{
    list.Add(4); // ⚠️ InvalidOperationException
}

🔍 原因：集合在被列舉時結構被改變（增刪元素），列舉器狀態失效。

往底層一點點看的話

在 .NET 中，當你使用 foreach，它其實會背後呼叫 List 的 GetEnumerator() 方法，並回傳一個 Enumerator（列舉器） 結構。這個列舉器內部長得像這樣（簡化版）：

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struct ListEnumerator<T>
{
    private List<T> _list;
    private int _index;
    private int _version;

    public bool MoveNext()
    {
        if (_version != _list._version)
            throw new InvalidOperationException("Collection was modified");

        _index++;
        return _index < _list.Count;
    }
}

每次用 Add()、Remove()、Clear() 這類會改變集合內容的方法，List 內部的 _version 會自動 +1，像是這樣：

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public void Add(T item)
{
    _version++;
    _items[_size++] = item;
}

比對 _version 是為了「資料一致性」與「避免難以預測的錯誤」

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var list = new List<int> { 1, 2, 3 };
foreach (var item in list)
{
    list.Remove(2); // 若允許移除，整個列舉就會錯亂
}

這會讓列舉器搞混它目前在哪個位置（index），例如：

  1. 它原本指向 index 1（值是 2）
  2. 你刪除了 2，後面元素前移
  3. 列舉器接下來會跳到 index 2（原本是 3），但現在 index 2 是 不存在 或是錯的值！

這時就可能會：跳過元素 –> 重複處理某些元素 –> 超出邊界 / 或者還是能繼續跑，但資料早就已經錯了！

.NET 為了避免這種難 debug 的錯誤，乾脆直接說：「只要你改過 List，我就直接不讓你繼續跑 foreach」，這叫 Fail-Fast 設計原則，快速讓錯誤浮現。


2️⃣ LINQ 查詢中使用 Single() 找不到或超過一筆

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var nums = new List<int> {1, 2, 2};
var result = nums.Single(x => x == 2); // ⚠️ 兩筆符合，會拋例外

🔍 Single() 是在幫你做「資料唯一性驗證」。一旦有「兩筆以上」或「完全沒有」資料符合條件，就丟 InvalidOperationException。

找不到元素時：
“Sequence contains no matching element”

有超過一個時：
“Sequence contains more than one matching element”


3️⃣ 將 Nullable 的 null 轉型為基礎型別

int? n = null;
int x = n.Value;

你對一個有特定限制條件的「合法變數」，做了不合規的操作。你是對一個本身是 struct、有實體存在的變數，去硬拿一個不存在的，所以 CLR（.NET Runtime）才會說：「這不是 null 指標錯誤，而是操作不合法（Invalid Operation）」



☘️　結語

InvalidOperationException，是提醒你：不是什麼時候都能做什麼事。
換個角度，換種方式，它就能正常運行，甚至跑得更好。

程式也是，人也是。不是不能做，而是要等對的時機，進入對的狀態。