C#开发——如何捕获异常和抛出异常

一、捕获异常

在 C#中，可以通过“try-catch”块捕获异常，并通过“is”关键字或“as”关键字来判断异常的具体类型。以下是几种常见的方法来判断异常类型：

方法 1：使用“catch”块直接捕获特定类型的异常

在 C#中，可以在“catch”块中直接指定要捕获的异常类型。这种方式可以在捕获异常时直接区分不同类型的异常。

try
{
    // 可能抛出异常的代码
    int result = 10 / 0;
}
catch (DivideByZeroException ex) // 捕获特定类型的异常
{
    Console.WriteLine("捕获到除零异常: " + ex.Message);
}
catch (Exception ex) // 捕获所有其他类型的异常
{
    Console.WriteLine("捕获到其他异常: " + ex.Message);
}

方法 2：使用“is”关键字判断异常类型

如果捕获到的异常是“Exception”类型，可以在“catch”块中使用“is“关键字来判断异常的具体类型。

try
{
    // 可能抛出异常的代码
    throw new ArgumentException("这是一个参数异常");
}
catch (Exception ex)
{
    if (ex is ArgumentException)
    {
        Console.WriteLine("捕获到 ArgumentException: " + ex.Message);
    }
    else if (ex is InvalidOperationException)
    {
        Console.WriteLine("捕获到 InvalidOperationException: " + ex.Message);
    }
    else
    {
        Console.WriteLine("捕获到其他类型的异常: " + ex.Message);
    }
}

方法 3：使用“as”关键字判断异常类型“as”关键字

可以将异常对象转换为特定的类型，如果转换成功，则说明异常是该类型或其派生类型。

try
{
    // 可能抛出异常的代码
    throw new FileNotFoundException("文件未找到");
}
catch (Exception ex)
{
    FileNotFoundException fileEx = ex as FileNotFoundException;
    if (fileEx != null)
    {
        Console.WriteLine("捕获到 FileNotFoundException: " + fileEx.Message);
    }
    else
    {
        Console.WriteLine("捕获到其他类型的异常: " + ex.Message);
    }
}

方法 4：使用“GetType()”方法获取异常类型

可以通过“GetType()”方法获取异常的类型信息。

try
{
    // 可能抛出异常的代码
    throw new NullReferenceException("引用为空");
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine("捕获到的异常类型是: " + ex.GetType().Name);
    Console.WriteLine("异常信息: " + ex.Message);
}

方法 5：使用“when”关键字（C# 6.0+）

C# 6.0 引入了“when”关键字，可以在“catch”块中添加条件，从而更灵活地捕获特定类型的异常。

try
{
    // 可能抛出异常的代码
    throw new Exception("这是一个普通异常");
}
catch (Exception ex) when (ex is ArgumentException)
{
    Console.WriteLine("捕获到 ArgumentException: " + ex.Message);
}
catch (Exception ex) when (ex is InvalidOperationException)
{
    Console.WriteLine("捕获到 InvalidOperationException: " + ex.Message);
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine("捕获到其他类型的异常: " + ex.Message);
}

总结

• 如果你希望直接捕获特定类型的异常，推荐使用方法 1（直接在 catch 块中指定异常类型）。

• 如果你需要在捕获到异常后进一步判断类型，可以使用 “is”、“as” 或 “GetType()” 方法。

• 如果你使用的是 C# 6.0 或更高版本，“when 关键字可以提供更灵活的异常捕获逻辑。

根据你的具体需求选择合适的方法即可！

二、抛出异常

在C#中，抛出异常是一种处理程序运行时错误或异常情况的机制。你可以使用 throw 关键字来抛出自定义异常或预定义的异常类型。以下是抛出异常的几种常见方式：

1、抛出预定义的异常

C# 提供了许多预定义的异常类型，如 ArgumentException 、 ArgumentNullException 、 InvalidOperationException 等。你可以直接使用这些异常类型来抛出异常。

public void Divide(int a, int b)
{
    if (b == 0)
    {
        throw new DivideByZeroException("除数不能为零！");
    }

    Console.WriteLine(a / b);
}

在这个例子中，如果 b 为0，程序会抛出一个 DivideByZeroException ，并附带一条错误信息。

2. 抛出自定义异常

你可以创建自己的异常类，继承自 Exception 或其子类。自定义异常类可以包含额外的属性和方法，以提供更多上下文信息。

public class MyCustomException : Exception
{
    public MyCustomException(string message) : base(message)
    {
    }

    public MyCustomException(string message, Exception innerException) : base(message, innerException)
    {
    }
}

public void CheckAge(int age)
{
    if (age < 18)
    {
        throw new MyCustomException("年龄必须大于或等于18岁！");
    }

    Console.WriteLine("年龄验证通过！");
}

在这个例子中， MyCustomException 是一个自定义异常类， CheckAge 方法会在年龄小于18时抛出这个自定义异常。

3、重新抛出异常

在捕获异常后，你可能需要对异常进行处理，然后重新抛出它，或者抛出一个新的异常。这可以通过 throw 关键字实现。

try
{
    // 模拟一个异常
    throw new InvalidOperationException("原始异常");
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine("捕获到异常：" + ex.Message);

    // 重新抛出原始异常
    throw;

    // 或者抛出一个新的异常
    // throw new ApplicationException("新的异常", ex);
}

在这个例子中：

使用 throw；重新抛出捕获到的原始异常。

使用 throw new Exception(...); 可以抛出一个新的异常，并将原始异常作为内部异常传递。

4、抛出异常时附带堆栈信息

当你抛出一个新的异常时，可以通过 innerException 参数将原始异常的堆栈信息保留下来。这有助于调试和错误追踪。

try
{
    throw new InvalidOperationException("原始异常");
}
catch (Exception ex)
{
    throw new ApplicationException("新的异常", ex);
}

在这个例子中， ApplicationException 的构造函数中传递了原始异常 ex 作为 innerException ，这样可以保留完整的堆栈跟踪信息。

5、使用 ArgumentNullException 和 ArgumentException

在方法中检查参数时，如果参数不符合要求，通常会抛出 ArgumentNullException 或 ArgumentException 。

public void PrintName(string name)
{
    if (name == null)
    {
        throw new ArgumentNullException(nameof(name), "参数不能为空！");
    }

    if (string.IsNullOrWhiteSpace(name))
    {
        throw new ArgumentException("参数不能为空或空白！", nameof(name));
    }

    Console.WriteLine(name);
}

总结

在C#中，抛出异常是一种重要的错误处理机制。你可以：

1、抛出预定义的异常（如 ArgumentException 、 InvalidOperationException 等）。

2、创建并抛出自定义异常。

3、在捕获异常后重新抛出或抛出新的异常。

4、通过 innerException 保留原始异常的堆栈信息。

合理使用异常机制可以提高代码的健壮性和可维护性。

三、常见的异常类

在C#中，.NET框架提供了许多预定义的异常类，用于处理各种运行时错误和异常情况。这些异常类都继承自 System.Exception 类。以下是一些常用的异常类及其用途：

1、系统级异常

这些异常通常由运行时环境抛出，表示程序运行时发生了严重错误。

System.Exception：所有异常的基类。通常不直接抛出，而是作为其他异常的基类。

System.SystemException：表示由.NET运行时环境抛出的系统级异常。

throw new Exception("未知错误");
throw new SystemException("系统级错误");

2、程序逻辑异常

这些异常通常由程序逻辑错误引起，例如无效的参数、非法操作等。

System.ArgumentException ：表示传递给方法的参数无效。

System.ArgumentNullException：表示传递给方法的参数为 null 。

System.ArgumentOutOfRangeException：表示参数的值超出了预期范围。

if (string.IsNullOrEmpty(name))
{
    throw new ArgumentException("参数不能为空！", nameof(name));
}

if (name == null)
{
    throw new ArgumentNullException(nameof(name), "参数不能为空！");
}

if (age < 0)
{
    throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(age), "年龄不能为负数！");
}

3、运行时异常

这些异常通常由运行时环境抛出，表示程序运行时发生了错误。

System.InvalidOperationException：表示在当前状态下无法执行操作。

System.NotSupportedException：表示尝试执行不支持的操作。

System.NotImplementedException：表示方法或操作尚未实现。

if (list.Count == 0)
{
    throw new InvalidOperationException("列表为空，无法执行操作！");
}

throw new NotSupportedException("此操作不支持！");

throw new NotImplementedException("此方法尚未实现！");

4、IO和资源异常

这些异常通常与文件、网络或其他资源操作有关。

System.IO.IOException：表示I/O操作失败。

System.IO.FileNotFoundException：示指定的文件未找到。

System.IO.DirectoryNotFoundException：表示指定的目录未找到。

throw new IOException("I/O操作失败！");

throw new FileNotFoundException("文件未找到！", "example.txt");

throw new DirectoryNotFoundException("目录未找到！");

5、线程和并发异常

这些异常通常与多线程或并发操作有关。

System.Threading.ThreadAbortException：表示线程被中止。

System.Threading.SynchronizationLockException：示在尝试进入同步块时发生错误。

throw new ThreadAbortException("线程被中止！");

throw new SynchronizationLockException("同步锁异常！");

6、数据和格式异常

这些异常通常与数据格式或类型转换有关。

System.FormatException：表示字符串格式不正确。

System.InvalidCastException：表示尝试将对象强制转换为不兼容的类型。

System.OverflowException：表示算术运算超出数据类型的范围。

throw new FormatException("格式不正确！");

throw new InvalidCastException("类型转换失败！");

throw new OverflowException("数值溢出！");

7、网络和通信异常

这些异常通常与网络操作或通信失败有关。

System.Net.Sockets.SocketException：表示套接字操作失败。

System.Net.WebException：表示Web请求失败。

throw new SocketException("套接字操作失败！");

throw new WebException("Web请求失败！");

8、其他常见异常

System.DivideByZeroException：表示除数为零。

System.NullReferenceException：表示尝试访问 null 对象的成员。

System.ApplicationException：表示应用程序级错误（较少使用）。

throw new DivideByZeroException("除数不能为零！");

throw new NullReferenceException("对象引用未设置为对象的实例！");

throw new ApplicationException("应用程序错误！");

总结

这些异常类覆盖了大多数常见的错误场景。在实际开发中，选择合适的异常类可以更清晰地表达错误的性质，便于调试和维护。同时，合理使用异常机制可以提高程序的健壮性和用户体验。