C# 异常处理

14.1 异常概述

异常是程序运行时发生的错误，会中断正常执行流程。

常见异常类型

// NullReferenceException
string s = null;
int len = s.Length;

// IndexOutOfRangeException
int[] arr = { 1, 2, 3 };
int x = arr[5];

// DivideByZeroException
int y = 10 / 0;

// FormatException
int n = int.Parse("abc");

// FileNotFoundException
File.ReadAllText("nonexistent.txt");

14.2 try-catch 语句

基本语法

try
{
    // 可能抛出异常的代码
    int result = 10 / 0;
}
catch (DivideByZeroException ex)
{
    // 处理特定异常
    Console.WriteLine($"除零错误: {ex.Message}");
}

多个 catch

try
{
    string input = Console.ReadLine();
    int number = int.Parse(input);
    int[] arr = new int[number];
    arr[0] = 100;
}
catch (FormatException ex)
{
    Console.WriteLine("格式错误: " + ex.Message);
}
catch (OverflowException ex)
{
    Console.WriteLine("溢出错误: " + ex.Message);
}
catch (IndexOutOfRangeException ex)
{
    Console.WriteLine("索引越界: " + ex.Message);
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine("其他错误: " + ex.Message);
}

14.3 finally 块

FileStream fs = null;
try
{
    fs = new FileStream("test.txt", FileMode.Open);
    // 读取文件
}
catch (FileNotFoundException ex)
{
    Console.WriteLine("文件不存在");
}
finally
{
    // 总是执行，用于清理资源
    fs?.Close();
    Console.WriteLine("清理完成");
}

14.4 throw 语句

抛出异常

public void SetAge(int age)
{
    if (age < 0)
    {
        throw new ArgumentException("年龄不能为负数", nameof(age));
    }
    if (age > 150)
    {
        throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(age), "年龄不能超过 150");
    }
}

重新抛出

try
{
    ProcessData();
}
catch (Exception ex)
{
    // 记录日志
    Log.Error(ex);
    
    // 重新抛出（保留堆栈）
    throw;
}

14.5 自定义异常

[Serializable]
public class InsufficientFundsException : Exception
{
    public decimal RequiredAmount { get; }
    public decimal AvailableAmount { get; }
    
    public InsufficientFundsException(decimal required, decimal available)
        : base($"余额不足。需要: {required}, 可用: {available}")
    {
        RequiredAmount = required;
        AvailableAmount = available;
    }
    
    public InsufficientFundsException(string message, Exception inner)
        : base(message, inner) { }
}

// 使用
public void Withdraw(decimal amount)
{
    if (amount > Balance)
    {
        throw new InsufficientFundsException(amount, Balance);
    }
    Balance -= amount;
}

14.6 异常筛选器（C# 6+）

try
{
    ProcessData();
}
catch (Exception ex) when (ex is IOException)
{
    Console.WriteLine("IO 错误");
}
catch (Exception ex) when (ex.Message.Contains("timeout"))
{
    Console.WriteLine("超时错误");
}
catch (Exception ex) when (LogException(ex))
{
    // LogException 返回 false 时不进入 catch
}

bool LogException(Exception ex)
{
    Log.Error(ex);
    return false;  // 不处理，继续抛出
}

14.7 最佳实践

1. 捕获具体异常

// 不推荐
try { } catch { }
try { } catch (Exception) { }

// 推荐
try { } catch (FileNotFoundException) { }
try { } catch (IOException ex) { }

2. 不要吞掉异常

// 不推荐
try
{
    DoWork();
}
catch (Exception ex)
{
    // 什么都不做
}

// 推荐
try
{
    DoWork();
}
catch (Exception ex)
{
    Log.Error(ex);
    throw;  // 或返回错误状态
}

3. 使用 using 自动释放

// 不推荐
FileStream fs = new FileStream("test.txt", FileMode.Open);
try
{
    // 使用
}
finally
{
    fs?.Close();
}

// 推荐
using (var fs = new FileStream("test.txt", FileMode.Open))
{
    // 使用
}  // 自动调用 Dispose

// C# 8+ using 声明
using var fs = new FileStream("test.txt", FileMode.Open);
// 方法结束时自动释放

14.8 本章小结

异常使用 try-catch-finally 处理
catch 按顺序匹配，先具体后一般
finally 总是执行，用于清理资源
throw 抛出异常，throw; 重新抛出
自定义异常继承 Exception
异常筛选器 when 提供条件捕获
使用 using 自动释放资源

练习题

编写安全除法方法，处理除零异常
创建自定义异常 InvalidEmailException
使用 try-catch-finally 读取文件

以下代码输出什么？

try { Console.WriteLine("A"); throw new Exception(); }
catch { Console.WriteLine("B"); }
finally { Console.WriteLine("C"); }
Console.WriteLine("D");