《.net编程先锋C＃》第七章 异常处理-.NET教程,C#语言

第七章 异常处理

通用语言运行时（clr）具有的一个很大的优势为，异常处理是跨语言被标准化的。一个在c#中所引发的异常可以在visual basic客户中得到处理。不再有 hresults 或者 isupporterrorinfo 接口。

尽管跨语言异常处理的覆盖面很广，但这一章完全集中讨论c#异常处理。你稍为改变编译器的溢出处理行为，接着有趣的事情就开始了：你处理了该异常。要增加更多的手段，随后引发你所创建的异常。</p><p>7.1 校验(checked)和非校验(unchecked)语句

当你执行运算时，有可能会发生计算结果超出结果变量数据类型的有效范围。这种情况被称为溢出，依据不同的编程语言，你将被以某种方式通知——或者根本就没有被通知。（c++程序员听起来熟悉吗？）

那么，c#如何处理溢出的呢？ 要找出其默认行为，请看我在这本书前面提到的阶乘的例子。（为了方便其见，前面的例子再次在清单 7.1 中给出）</p><p>清单 7.1 计算一个数的阶乘</p><p>1: using system;

2:

3: class factorial

4: {

5: public static void main(string[] args)

6: {

7: long nfactorial = 1;

8: long ncomputeto = int64.parse(args[0]);

9:

10: long ncurdig = 1;

11: for (ncurdig=1;ncurdig <= ncomputeto; ncurdig++)

12: nfactorial *= ncurdig;

13:

14: console.writeline("{0}! is {1}",ncomputeto, nfactorial);

15: }

16: }</p><p>当你象这样使用命令行执行程序时

factorial 2000</p><p>结果为0，什么也没有发生。因此，设想c#默默地处理溢出情况而不明确地警告你是安全的。

通过给整个应用程序（经编译器开关）或于语句级允许溢出校验，你就可以改变这种行为。以下两节分别解决一种方案。

7.1.1 给溢出校验设置编译器

如果你想给整个应用程序控制溢出校验，c#编译器设置选择是正是你所要找的。默认地，溢出校验是禁用的。要明确地要求它，运行以下编译器命令：

csc factorial.cs /checked+</p><p>现在当你用2000参数执行应用程序时，clr通知你溢出异常（见图 7.1）。</p><p>图 7.1　允许了溢出异常，阶乘代码产生了一个异常。</p><p>　　按ｏｋ键离开对话框揭示了异常信息：

exception occurred: system.overflowexception

at factorial.main(system.string[])</p><p>　　现在你了解了溢出条件引发了一个 system.overflowexception异常。下一节，在我们完成语法校验之后，如何捕获并处理所出现的异常？

7.1.2　语法溢出校验

　　如果你不想给整个应用程序允许溢出校验，仅给某些代码段允许校验，你可能会很舒适。对于这种场合，你可能象清单7.2中显示的那样，使用校验语句。</p><p>清单 7.2　　阶乘计算中的溢出校验</p><p>1: using system;

2:

3: class factorial

4: {

5: public static void main(string[] args)

6: {

7: long nfactorial = 1;

8: long ncomputeto = int64.parse(args[0]);

9:

10: long ncurdig = 1;

11:

12: for (ncurdig=1;ncurdig <= ncomputeto; ncurdig++)

13: checked { nfactorial *= ncurdig; }

14:

15: console.writeline("{0}! is {1}",ncomputeto, nfactorial);

16: }

17: }</p><p>　　甚至就如你运用标志 checked-编译了该代码，在第13行中，溢出校验仍然会对乘法实现检查。错误信息保持一致。</p><p>　　显示相反行为的语句是非校验（unchecked ）。甚至如果允许了溢出校验（给编译器加上checked+标志），被unchecked 语句所括住的代码也将不会引发溢出异常：</p><p>unchecked

{

nfactorial *= ncurdig;

}</p><p></p><p>7.2 　异常处理语句

　　既然你知道了如何产生一个异常（你会发现更多的方法，相信我），仍然存在如何处理它的问题。如果你是一个 c++ win32 程序员，肯定熟悉seh（结构异常处理）。你将从中找到安慰，ｃ＃中的命令几乎是相同的，而且它们也以相似的方式运作。</p><p>the following three sections introduce c#s exception-handling statements:

以下三节介绍了ｃ＃的异常处理语句：</p><p>。用 try-catch 捕获异常

。用try-finally 清除异常

。用try-catch-finally 处理所有的异常</p><p>7.2.1 　使用 try 和 catch捕获异常

　　你肯定会对一件事非常感兴趣——不要提示给用户那令人讨厌的异常消息，以便你的应用程序继续执行。要这样，你必须捕获（处理）该异常。

这样使用的语句是try 和 catch。try包含可能会产生异常的语句，而catch处理一个异常，如果有异常存在的话。清单7.3 用try 和 catch为overflowexception 实现异常处理。</p><p>清单7.3 捕获由factorial calculation引发的overflowexception 异常</p><p>1: using system;

2:

3: class factorial

4: {

5: public static void main(string[] args)

6: {

7: long nfactorial = 1, ncurdig=1;

8: long ncomputeto = int64.parse(args[0]);

9:

10: try

11: {

12: checked

13: {

14: for (;ncurdig <= ncomputeto; ncurdig++)

15: nfactorial *= ncurdig;

16: }

17: }

18: catch (overflowexception oe)

19: {

20: console.writeline("computing {0} caused an overflow exception", ncomputeto);

21: return;

22: }

23:

24: console.writeline("{0}! is {1}",ncomputeto, nfactorial);

25: }

26: }</p><p>为了说明清楚，我扩展了某些代码段，而且我也保证异常是由checked 语句产生的，甚至当你忘记了编译器设置时。

正如你所见，异常处理并不麻烦。你所有要做的是：在try语句中包含容易产生异常的代码，接着捕获异常，该异常在这个例子中是overflowexception类型。无论一个异常什么时候被引发，在catch段里的代码会注意进行适当的处理。

如果你不事先知道哪一种异常会被预期，而仍然想处于安全状态，简单地忽略异常的类型。</p><p>try

{

…

}

catch

{

…

}</p><p>但是，通过这个途径，你不能获得对异常对象的访问，而该对象含有重要的出错信息。一般化异常处理代码象这样：</p><p>try

{

…

}

catch(system.exception e)

{

…

}</p><p>注意，你不能用ref或out 修饰符传递 e 对象给一个方法，也不能赋给它一个不同的值。</p><p>7.2.2 使用 try 和 finally 清除异常

如果你更关心清除而不是错误处理， try 和 finally 会获得你的喜欢。它不仅抑制了出错消息，而且所有包含在 finally 块中的代码在异常被引发后仍然会被执行。

尽管程序不正常终止，但你还可以为用户获取一条消息，如清单 7.4 所示。</p><p>清单 7.4 在finally 语句中处理异常</p><p>1: using system;

2:

3: class factorial

4: {

5: public static void main(string[] args)

6: {

7: long nfactorial = 1, ncurdig=1;

8: long ncomputeto = int64.parse(args[0]);

9: bool ballfine = false;

10:

11: try

12: {

13: checked

14: {

15: for (;ncurdig <= ncomputeto; ncurdig++)

16: nfactorial *= ncurdig;

17: }

18: ballfine = true;

19: }

20: finally

21: {

22: if (!ballfine)

23: console.writeline("computing {0} caused an overflow exception", ncomputeto);

24: else

25: console.writeline("{0}! is {1}",ncomputeto, nfactorial);

26: }

27: }

28: }</p><p>通过检测该代码，你可能会猜到，即使没有引发异常处理，finally也会被执行。这是真的——在finally中的代码总是会被执行的，不管是否具有异常条件。为了举例说明如何在两种情况下提供一些有意义的信息给用户， 我引进了新变量ballfine。ballfine告诉finally 语段，它是否是因为一个异常或者仅是因为计算的顺利完成而被调用。

作为一个习惯了seh程序员，你可能会想，是否有一个与__leave 语句等价的语句，该语句在c++中很管用。如果你还不了解，在c++中的__leave 语句是用来提前终止 try 语段中的执行代码，并立即跳转到finally 语段 。

坏消息， c# 中没有__leave 语句。但是，在清单 7.5 中的代码演示了一个你可以实现的方案。</p><p>清单 7.5 从 try语句 跳转到finally 语句</p><p>1: using system;

2:

3: class jumptest

4: {

5: public static void main()

6: {

7: try

8: {

9: console.writeline("try");

10: goto __leave;

11: }

12: finally

13: {

14: console.writeline("finally");

15: }

16:

17: __leave:

18: console.writeline("__leave");

19: }

20: }</p><p>

当这个应用程序运行时，输出结果为</p><p>try

finally

__leave</p><p>一个 goto 语句不能退出 一个finally 语段。甚至把 goto 语句放在 try 语句 段中，还是会立即返回控制到 finally 语段。因此，goto 只是离开了 try 语段并跳转到finally 语段。直到 finally 中的代码完成运行后，才能到达__leave 标签。按这种方式，你可以模仿在seh中使用的的__leave 语句。

顺便地，你可能怀疑goto 语句被忽略了，因为它是try 语句中的最后一条语句，并且控制自动地转移到了 finally 。为了证明不是这样，试把goto 语句放到console.writeline 方法调用之前。尽管由于不可到达代码你得到了编译器的警告，但是你将看到goto语句实际上被执行了，且没有为 try 字符串产生的输出。</p><p>7.2.3 使用try-catch-finally处理所有异常

应用程序最有可能的途径是合并前面两种错误处理技术——捕获错误、清除并继续执行应用程序。所有你要做的是在出错处理代码中使用 try 、catch 和 finally语句。清单 7.6 显示了处理零除错误的途径。</p><p>清单 7.6 实现多个catch 语句</p><p>1: using system;

2:

3: class catchit

4: {

5: public static void main()

6: {

7: try

8: {

9: int nthezero = 0;

10: int nresult = 10 / nthezero;

11: }

12: catch(dividebyzeroexception divex)

13: {

14: console.writeline("divide by zero occurred!");

15: }

16: catch(exception ex)

17: {

18: console.writeline("some other exception");

19: }

20: finally

21: {

22: }

23: }

24: }</p><p>这个例子的技巧为，它包含了多个catch 语句。第一个捕获了更可能出现的dividebyzeroexception异常，而第二个catch语句通过捕获普通异常处理了所有剩下来的异常。

你肯定总是首先捕获特定的异常，接着是普通的异常。如果你不按这个顺序捕获异常，会发生什么事呢？清单7.7中的代码有说明。</p><p>清单7.7 顺序不适当的 catch 语句</p><p>1: try

2: {

3: int nthezero = 0;

4: int nresult = 10 / nthezero;

5: }

6: catch(exception ex)

7: {

8: console.writeline("exception " + ex.tostring());

9: }

10: catch(dividebyzeroexception divex)

11: {

12: console.writeline("never going to see that");

13: }</p><p>

编译器将捕获到一个小错误，并类似这样报告该错误：

wrongcatch.cs(10,9): error cs0160: a previous catch clause already

catches all exceptions of this or a super type (system.exception)</p><p>最后，我必须告发clr异常与seh相比时的一个缺点（或差别）：没有 exception_continue_execution标识符的等价物，它在seh异常过滤器中很有用。基本上，exception_continue_execution 允许你重新执行负责异常的代码片段。在重新执行之前，你有机会更改变量等。我个人特别喜欢的技术为，使用访问违例异常，按需要实施内存分配。</p><p>

7.3 引发异常

当你必须捕获异常时，其他人首先必须首先能够引发异常。而且，不仅其他人能够引发，你也可以负责引发。其相当简单：</p><p>throw new argumentexception("argument cant be 5");

你所需要的是throw 语句和一个适当的异常类。我已经从表7.1提供的清单中选出一个异常给这个例子。</p><p>表 7.1 runtime提供的标准异常</p><p>

异常类型 描述</p><p>exception 所有异常对象的基类

systemexception 运行时产生的所有错误的基类

indexoutofrangeexception 当一个数组的下标超出范围时运行时引发

nullreferenceexception 当一个空对象被引用时运行时引发

invalidoperationexception 当对方法的调用对对象的当前状态无效时，由某些方法引发

argumentexception 所有参数异常的基类

argumentnullexception 在参数为空（不允许）的情况下，由方法引发

argumentoutofrangeexception 当参数不在一个给定范围之内时，由方法引发

interopexception 目标在或发生在clr外面环境中的异常的基类

comexception 包含com 类的hresult信息的异常

sehexception 封装win32 结构异常处理信息的异常</p><p>然而，在catch语句的内部，你已经有了随意处置的异常，就不必创建一个新异常。可能在表7.1 中的异常没有一个符合你特殊的要求——为什么不创建一个新的异常？在即将要学到小节中，都涉及到这两个话题。</p><p>7.3.1 重新引发异常

当处于一个catch 语句的内部时，你可能决定引发一个目前正在再度处理的异常，留下进一步的处理给一些外部的try-catch 语句。该方法的例子如 清单7.8所示。</p><p>清单 7.8 重新引发一个异常</p><p>1: try

2: {

3: checked

4: {

5: for (;ncurdig <= ncomputeto; ncurdig++)

6: nfactorial *= ncurdig;

7: }

8: }

9: catch (overflowexception oe)

10: {

11: console.writeline("computing {0} caused an overflow exception", ncomputeto);

12: throw;

13: }</p><p>注意，我不必规定所声明的异常变量。尽管它是可选的，但你也可以这样写：

throw oe;

现在有时还必须留意这个异常。</p><p>7.3.2 创建自己的异常类

尽管建议使用预定义的异常类，但对于实际场合，创建自己的异常类可能会方便。创建自己的异常类，允许你的异常类的使用者根据该异常类采取不同的手段。

在清单 7.9 中出现的异常类 myimportantexception遵循两个规则：第一，它用exception结束类名。第二，它实现了所有三个被推荐的通用结构。你也应该遵守这些规则。

清单 7.9 实现自己的异常类 myimportantexception</p><p>1: using system;

2:

3: public class myimportantexception:exception

4: {

5: public myimportantexception()

6: :base() {}

7:

8: public myimportantexception(string message)

9: :base(message) {}

10:

11: public myimportantexception(string message, exception inner)

12: :base(message,inner) {}

13: }

14:

15: public class exceptiontestapp

16: {

17: public static void testthrow()

18: {

19: throw new myimportantexception("something bad has happened.");

20: }

21:

22: public static void main()

23: {

24: try

25: {

26: exceptiontestapp.testthrow();

27: }

28: catch (exception e)

29: {

30: console.writeline(e);

31: }

32: }

33: }</p><p>正如你所看到的，myimportantexception 异常类不能实现任何特殊的功能，但它完全基于system.exception类。程序的剩余部分测试新的异常类，给system.exception 类使用一个catch 语句。

如果没有特殊的实现而只是给myimportantexception定义了三个构造函数，创建它又有什么意义呢？它是一个重要的类型——你可以在catch语句中使用它，代替更为普通的异常类。可能引发你的新异常的客户代码可以按规定的catch代码发挥作用。

当使用自己的名字空间编写一个类库时，也要把异常放到该名字空间。尽管它并没有出现在这个例子中，你还是应该使用适当的属性，为扩展了的错误信息扩充你的异常类。</p><p>7.4 异常处理的“要”和“不要”

作为最后的忠告之语，这里是对异常引发和处理所要做和不要做的清单：

。当引发异常时，要提供有意义的文本。

。要引发异常仅当条件是真正异常；也就是当一个正常的返回值不满足时。

。如果你的方法或属性被传递一个坏参数，要引发一个argumentexception异常。

。当调用操作不适合对象的当前状态时，要引发一个 invalidoperationexception异常。

。要引发最适合的异常。

。要使用链接异常，它们允许你跟踪异常树。

。不要为正常或预期的错误使用异常。

。不要为流程的正常控制使用异常。

。不要在方法中引发 nullreferenceexception或indexoutofrangeexception异常。</p><p>7.5 小结

这一章由介绍溢出校验开始。你可以使用编译器开关（默认是关），使整个应用程序允许或禁止溢出校验。如果需要微调控制，你可以使用校验和非校验语句，它允许你使用或不使用溢