List, Dictionary, Queueなど、要素を動的に追加・削除できるコレクションをforeach文/For Eachステートメントで列挙する場合、列挙中に追加・削除等の操作を行うことはできません。 このような操作を行おうとすると「列挙操作は実行されない可能性があります」というメッセージとともに例外InvalidOperationExceptionがスローされます。 これは、追加・削除を行うことで列挙中のコレクションの列挙子が指す要素の位置が変わり(列挙子が無効となる)、正しい列挙操作を継続できなくなるためです。

列挙中にInvalidOperationExceptionがスローされる例

例として、いくつかの数値が格納されたListから奇数のみを削除するために次のようなコードを書いた場合、InvalidOperationExceptionがスローされます。

列挙中にコレクションを変更することによって列挙操作が無効になる
using System;
using System.Collections.Generic;

class Sample {
  static void Main()
  {
    List<int> list = new List<int>(new int[] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7});

    // Listから奇数の要素を削除したい
    foreach (int val in list) {
      if (val % 2 != 0)
        list.Remove(val); // InvalidOperationExceptionがスローされる
    }

    // 結果を表示
    foreach (int val in list) {
      Console.Write("{0}, ", val);
    }
    Console.WriteLine();
  }
}
列挙中にコレクションを変更することによって列挙操作が無効になる
Imports System
Imports System.Collections.Generic

Class Sample
  Shared Sub Main()
    Dim list As New List(Of Integer)(New Integer() {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7})

    ' Listから奇数の要素を削除したい
    For Each val As Integer In list
      If val Mod 2 <> 0 Then list.Remove(val) ' InvalidOperationExceptionがスローされる
    Next

    ' 結果を表示
    For Each val As Integer In list
      Console.Write("{0}, ", val)
    Next
    Console.WriteLine()
  End Sub
End Class
実行結果
ハンドルされていない例外: System.InvalidOperationException: コレクションが変更されました。列挙操作は実行されない可能性があります。
   場所 System.ThrowHelper.ThrowInvalidOperationException(ExceptionResource resource)
   場所 System.Collections.Generic.List`1.Enumerator.MoveNextRare()
   場所 System.Collections.Generic.List`1.Enumerator.MoveNext()
   場所 Sample.Main()

これを回避するには、foreachによる列挙中はコレクションを変更しないようにするしかありません。 逆に言えば、foreachでの列挙中列挙中のコレクションを変更しなければよいため、次のような代替手段を使うことができます。

代替方法

for文を使う

一つの代替方法に、for文などを使いインデックスを指定してコレクションを列挙・変更する方法があります。 この方法では、コレクションを変更することにより列挙中の要素のインデックスが変わる場合がある点に注意が必要です。 先の例を、for文/Do Whileステートメントを使って書き換えると次のようになります。

using System;
using System.Collections.Generic;

class Sample {
  static void Main()
  {
    List<int> list = new List<int>(new int[] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7});

    // Listから奇数の要素を削除したい
    for (int index = 0; index < list.Count; index++) {
      if (list[index] % 2 != 0)
        list.RemoveAt(index);
    }

    // 結果を表示
    foreach (int val in list) {
      Console.Write("{0}, ", val);
    }
    Console.WriteLine();
  }
}
Imports System
Imports System.Collections.Generic

Class Sample
  Shared Sub Main()
    Dim list As New List(Of Integer)(New Integer() {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7})

    ' Listから奇数の要素を削除したい
    Dim i As Integer = 0

    Do
      If list(i) Mod 2 <> 0 Then list.RemoveAt(i)

      i += 1
    Loop While i < list.Count

    ' 結果を表示
    For Each val As Integer In list
      Console.Write("{0}, ", val)
    Next
    Console.WriteLine()
  End Sub
End Class
実行結果
2, 4, 6, 

別のコレクションに結果を格納する

もう一つは、元のコレクションには変更を加えず、別のコレクションを用意してそこに結果を格納する方法です。 この方法の場合、元のコレクションには変更を加えないため、foreach文/For Eachステートメントでの列挙中でも例外はスローされません。 先の例ではリストから奇数の要素を削除するようにしていましたが、次のコードでは奇数以外の要素(つまり偶数)を別のリストに格納することで同等の結果を得られるようにしています。

using System;
using System.Collections.Generic;

class Sample {
  static void Main()
  {
    List<int> list = new List<int>(new int[] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7});

    // Listから奇数の要素を削除したい
    List<int> result = new List<int>(); // 結果を格納するList

    foreach (int val in list) {
      if (val % 2 == 0)
        result.Add(val); // 偶数の場合、結果のListに追加
    }

    // 結果を表示
    foreach (int val in result) {
      Console.Write("{0}, ", val);
    }
    Console.WriteLine();
  }
}
Imports System
Imports System.Collections.Generic

Class Sample
  Shared Sub Main()
    Dim list As New List(Of Integer)(New Integer() {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7})

    ' Listから奇数の要素を削除したい
    Dim result As New List(Of Integer) ' 結果を格納するList

    For Each val As Integer In list
      If val Mod 2 = 0 Then result.Add(val) ' 偶数の場合、結果のListに追加
    Next

    ' 結果を表示
    For Each val As Integer In result
      Console.Write("{0}, ", val)
    Next
    Console.WriteLine()
  End Sub
End Class
実行結果
2, 4, 6, 

Whereメソッドを使用する

列挙中にコレクションを変更するような操作は、多くの場合その目的がコレクションからの特定要素の抽出、フィルタリングであると思われます。 このような目的には、LINQのWhereメソッドを用いることができます。

先の例における「奇数の要素を削除したい」というのは、「偶数の要素だけを抽出したい」ということになるため、Whereメソッドを使ってその条件に該当する要素だけを抽出します。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

class Sample {
  static void Main()
  {
    List<int> list = new List<int>(new int[] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7});

    // Listから奇数の要素を削除したい
    // →Whereメソッドで偶数の要素だけを抽出したListを作成する
    List<int> result = list.Where(e => e % 2 == 0).ToList();

    // 結果を表示
    foreach (int val in result) {
      Console.Write("{0}, ", val);
    }
    Console.WriteLine();
  }
}
Imports System
Imports System.Collections.Generic

Class Sample
  Shared Sub Main()
    Dim list As New List(Of Integer)(New Integer() {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7})

    ' Listから奇数の要素を削除したい
    ' →Whereメソッドで偶数の要素だけを抽出したListを作成する
    Dim result As List(Of Integer) = list.Where(Function(e) e Mod 2 = 0).ToList()

    ' 結果を表示
    For Each val As Integer In result
      Console.Write("{0}, ", val)
    Next
    Console.WriteLine()
  End Sub
End Class
実行結果
2, 4, 6, 

RemoveAllメソッドを使用する

条件に合致する要素を削除することが目的である場合は、List.RemoveAllメソッドを用いることができます。 このメソッドでは、条件をデリゲートの形で指定し、その条件に合致するすべての要素を削除します。

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

class Sample {
  static void Main()
  {
    List<int> list = new List<int>(new int[] {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7});

    // RemoveAllメソッドを使ってListから奇数の要素を削除する
    list.RemoveAll(e => e % 2 != 0);

    // 結果を表示
    foreach (int val in list) {
      Console.Write("{0}, ", val);
    }
    Console.WriteLine();
  }
}
Imports System
Imports System.Collections.Generic

Class Sample
  Shared Sub Main()
    Dim list As New List(Of Integer)(New Integer() {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7})

    ' RemoveAllメソッドを使ってListから奇数の要素を削除する
    list.RemoveAll(Function(e) e Mod 2 <> 0)

    ' 結果を表示
    For Each val As Integer In list
      Console.Write("{0}, ", val)
    Next
    Console.WriteLine()
  End Sub
End Class
実行結果
2, 4, 6, 

RemoveAllメソッドにおける条件の記述方法などについてはジェネリックコレクション(1) List §.述語(Predicate)を用いた検索を参照してください。

List.ForEachメソッドとコレクションの変更

列挙するコレクションがListクラスの場合は、ForEachメソッドを使って列挙する事が出来ます。 しかし、このメソッドでの列挙中に変更を加える操作はサポートされないため、列挙中のInvalidOperationExceptionを回避する目的でList.ForEachメソッドを使用することはできません。

.NET Framework 4.0以前の場合は、ForEachメソッドでの列挙中に変更を加えてもInvalidOperationExceptionはスローされませんが、結果は未定義となります。 .NET Framework 4.5以降の場合は、列挙中に変更を加えるとforeach文の場合と同様にInvalidOperationExceptionがスローされます。

次の例では、ForEachメソッドでの列挙中に要素の削除を行っていますが、結果は意図した通りにはなりません。

using System;
using System.Collections.Generic;

class Sample {
  static void Main()
  {
    List<int> list = new List<int>(new int[] {2, 4, 5, 6, 1, 3, 7});

    // Listから奇数の要素を削除したい
    list.ForEach(delegate(int val) {
      if (val % 2 != 0)
        list.Remove(val); // 奇数の場合、要素を削除
    });

    // 結果を表示
    foreach (int val in list) {
      Console.Write("{0}, ", val);
    }
    Console.WriteLine();
  }
}
Imports System
Imports System.Collections.Generic

Class Sample
  Shared Sub Main()
    Dim list As New List(Of Integer)(New Integer() {2, 4, 5, 6, 1, 3, 7})

    ' Listから奇数の要素を削除したい
    list.ForEach(Sub(val)
      If val Mod 2 <> 0 Then list.Remove(val) ' 奇数の場合、要素を削除
    End Sub)

    ' 結果を表示
    For Each val As Integer In list
      Console.Write("{0}, ", val)
    Next
    Console.WriteLine()
  End Sub
End Class
.NET Framework 4.0以前での実行結果
2, 4, 6, 3,

ForEachメソッドの使い方についてはジェネリックコレクション(1) Listで解説しています。