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异常处理

翼大约 4 分钟后端C#.NET

概念

异常是在程序执行期间出现的问题。在 C# 中，异常是对程序运行时出现的特殊情况的一种响应，例如尝试除以零、访问空引用等。异常提供了一种把程序控制权从某个部分转移到另一个部分的方式。

  • 异常（Exception）：是在程序执行期间发生的特殊情况，通常表示一个错误。
  • 抛出异常（Throwing an Exception）：当程序中出现异常情况时，系统或开发者可以通过抛出异常的方式来表示。
  • 捕获异常（Catching an Exception）：通过特定的代码结构来捕获并处理异常，防止程序异常终止。

异常处理

C# 使用 try、catch、finally 和 throw 语句来处理异常。

try

try 块包含可能引发异常的代码。如果在 try 块内的代码抛出了异常，控制将转移到紧随其后的 catch 块。

try 块后跟一个或多个 catch 块。

try
{
    // 可能引发异常的代码
}

catch

catch 块用于捕获并处理 try 块中抛出的异常。可以有多个 catch 块来捕获不同类型的异常。

catch (ExceptionType1 ex)
{
    // 处理 ExceptionType1 类型的异常
}
catch (ExceptionType2 ex)
{
    // 处理 ExceptionType2 类型的异常
}

finally

finally 块用于执行给定的语句，不管异常是否被抛出都会执行，通常用于资源的清理工作。例如打开一个文件，不管是否出现异常文件都要被关闭。

finally
{
    // 清理代码，总是执行
}

throw

当问题出现时，程序抛出一个异常。使用 throw 关键字来完成。

throw new ExceptionType("异常信息");

示例

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        try
        {
            int divisor = 0;
            int result = Divide(10, divisor);
            Console.WriteLine("结果是: " + result);
        }
        catch (DivideByZeroException ex)
        {
            Console.WriteLine("捕获到异常: " + ex.Message);
        }
        catch (Exception ex)
        {
            Console.WriteLine("捕获到一个未知异常: " + ex.Message);
        }
        finally
        {
            Console.WriteLine("执行 finally 块，无论是否有异常。");
        }
    }

    static int Divide(int numerator, int denominator)
    {
        if (denominator == 0)
        {
            throw new DivideByZeroException("除数不能为零。");
        }
        return numerator / denominator;
    }
}

运行结果：

捕获到异常: 除数不能为零。
执行 finally 块，无论是否有异常。

自定义异常

除了使用 .NET 提供的异常类之外，你还可以通过继承 System.Exception 类或它的子类来创建自定义异常，可以提供更多的错误信息，使错误处理更加精确和方便。

创建自定义异常的步骤：

  1. 继承 Exception 类：自定义异常类应该继承自 System.Exception 类或其派生类。
  2. 提供标准构造函数：为了与 .NET 异常管理机制兼容，应提供四个标准的构造函数。
    • 无参数构造函数
    • 带有错误消息字符串的构造函数
    • 带有错误消息和内部异常的构造函数，用于异常链
    • 一个用于序列化的构造函数，支持异常的序列化和反序列化
  3. 添加自定义属性（可选）：可以添加自定义属性来提供额外的错误信息。
using System;

// 自定义异常类
public class MyCustomException : Exception
{
    // 无参数构造函数
    public MyCustomException() : base() {}

    // 带有错误消息的构造函数
    public MyCustomException(string message) : base(message) {}

    // 带有错误消息和内部异常的构造函数
    public MyCustomException(string message, Exception innerException) : 
        base(message, innerException) {}

    // 可以添加自定义属性或方法
}

// 使用自定义异常
class Program
{
    static void Main()
    {
        try
        {
            // 触发自定义异常
            throw new MyCustomException("这是一个自定义异常");
        }
        catch (MyCustomException ex)
        {
            Console.WriteLine($"捕获到自定义异常: {ex.Message}");
        }
    }
}

为什么使用自定义异常？

  • 提高代码可读性：通过自定义异常的名称，可以更清晰地表达错误的类型。
  • 统一异常处理：可以将相似的错误情况归类到同一类型的自定义异常下，便于统一处理。
  • 增强错误信息：通过自定义属性和方法，可以提供比标准异常更丰富的错误信息，帮助开发者快速定位和解决问题。

自定义异常是 C# 异常处理机制的一个重要组成部分，合理使用可以极大提高应用程序的健壮性和可维护性。

最佳实践

  • 尽量具体地捕获异常：应该尽量捕获具体的异常类型，而不是捕获所有异常的基类 Exception。
  • 不要滥用异常：只在真正的异常情况下使用异常处理机制，不要用它来控制程序的正常流程。
  • 在适当的层次处理异常：应该在能够恰当处理异常的代码层次捕获异常，不要无谓地传递异常。
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