第7章 异常处理
在C#编程语言中，异常的表现形式是Exception类的实例。当程序发生异常时，程序创建一个Exception类实例，放在异常堆栈中，等待应用程序的处理或者程序结束。在C#编程语言中，使用throw语句将异常抛出。当异常抛出时，程序在堆栈区寻找异常处理语句，如果未能找到处理程序，就抛出到当前所在的系统来处理。
7.1 创建自定义异常
在.NET Framework中，只要从Exception类继承，用户就能够定义自己的异常类，并定义该异常类的行为和数据，在程序中生成异常类的实例，通过throw向外部程序抛出异常信息。
技术要点
本示例主要说明了如何在程序中创建自定义的异常，技术要点如下。
● 自定义异常继承于Exception类，该类具有多种形式的构造函数，用户自定义的异常类只需要简单的继承这些构造函数即可。
● 为了使自定义类能够包含更多的信息，Exception类提供了Data属性，允许用户向Data中添加键值对（Key-Value）的数据。
● 在C#中使用throw语句抛出异常，如果异常未处理，将抛出到系统中，直到异常得到处理或者结束程序。
实现步骤
（1）创建控制台应用程序项目，命名为“CustomizeException”。
（2）打开并编辑Program.cs文件，代码如下所示。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace CustomizeException
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
MyException myerr = new MyException();//创建一个异常类的实例
//获取异常类实例的数据并显示在屏幕上
Console.WriteLine("自定义异常的名称：{0}",myerr.Data["名称"].ToString());
Console.WriteLine("自定义异常的描述：{0}" , myerr.Data["描述"].ToString());
Console.WriteLine("自定义异常的关系：{0}" , myerr.Data["关系"].ToString());
Console.ReadLine();
throw myerr;//在程序中直接抛出异常，至此程序不能继续运行
}
}
class MyException : Exception//继承于Exception的自定义异常类
{
public MyException()//默认的构造函数
{
AddData();//在构造类实例的同时添加异常类数据
}
public MyException(string message)//继承的构造函数，message表示异常的提示信息
: base(message)
{
AddData();
}
//继承的构造函数，message表示异常的提示信息，inner表示包含的其他异常类实例
public MyException(string message, Exception inner)
: base(message, inner)
{
AddData();
}
private void AddData()//为异常类实例提供数据的方法
{
this.Data.Add("名称", "自定义的异常");//添加键值为“名称”的字符串数据
this.Data.Add("描述", "用户根据业务规则定义的异常");
this.Data.Add("关系", "继承于Exception类");
}
}
}
（3）按F5键运行程序，运行结果如下所示。当按下回车键结束程序时，程序抛出异常，不能正常结束。
自定义异常的名称：自定义的异常
自定义异常的描述：用户根据业务规则定义的异常
自定义异常的关系：继承于Exception类
源程序解读
（1）本示例创建了一个继承于Exception的异常类MyException类。在该类的构造函数中，继承Exception构造函数的同时，还向Data属性添加键值数据。
（2）在本示例的主程序入口Main方法中，输出Data数据以后，抛出MyException类的实例myerr。此时程序未作任何异常处理，程序不能正常结束。
7.2 获取异常信息
Exception类具有多种属性，根据这些属性能够获取关于异常的信息。了解这些信息，有助于查清引起异常的原因，定位异常发生的位置，为处理异常提供了充分的信息。
技术要点
本示例主要说明了如何在程序中获取异常的信息，技术要点如下。
● 使用Exception类提供的属性，可以获取描述异常的信息。这些信息包含了引起异常的来源信息和关于异常的文字描述。
● 使用Exception类的StackTrace属性能够了解异常的调用堆栈，该属性按照堆栈中自底向上的调用次序，列出当前表示的异常在哪些调用中抛出。
实现步骤
（1）创建控制台应用程序项目，命名为“ExceptionInfo”。
（2）打开并编辑Program.cs文件，代码如下所示。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace ExceptionInfo
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
try
{
//试图将字符串赋值给整型变量时，将会引起异常，从而能输出异常信息
int.Parse("Error");
}
catch (Exception err)
{
//获取并输出描述异常的文字信息
Console.WriteLine("当前异常的描述为："+err.Message);
//获取并输出引发异常的方法名称
Console.WriteLine("引起异常的方法是："+err.TargetSite.Name);
//获取并输出异常的来源名称，通常是应用程序的名称
Console.WriteLine("异常的来源名称是："+err.Source);
//获取并输出异常产生时，调用堆栈上的程序位置
Console.WriteLine("异常在堆栈中的帧："+err.StackTrace);
Console.ReadLine();
}
}
}
}
（3）按F5键运行程序，运行结果如下所示。
当前异常的描述为：输入字符串的格式不正确。
引起异常的方法是：StringToNumber
异常的来源名称是：mscorlib
异常在堆栈中的帧： 在 System.Number.StringToNumber(String str, NumberStyles op
tions, NumberBuffer& number, NumberFormatInfo info, Boolean parseDecimal)
在 System.Number.ParseInt32(String s, NumberStyles style, NumberFormatInfo in
fo)
在 System.Int32.Parse(String s)
在 ExceptionInfo.Program.Main(String[] args) 位置
C:\Program\200\ExceptionInfo\ExceptionInfo\Program.cs:行号 13
源程序解读
（1）本示例在程序中故意引起一个异常，从该异常中分别获取异常的描述文字、方法、来源名称和堆栈中的帧。
（2）在一般的应用中，只需要查看Message属性即可了解引起异常的原因，如果是自定义异常，Message属性未描述清楚的情况，就有必要使用其他的属性，了解是何处抛出的异常，并且能够通过调用堆栈信息，明确调用的次序和位置，更好地处理异常。
7.3 使用finally关键字
在C#编程语言中，finally关键字出现在try语句中包含在finally之后“{}”符号对中的代码段，不管try语句中的执行结果如何，总是得到执行。因为finally关键字的这个特点，所以经常在finally语句中包含资源的回收功能，例如关闭打开的数据库连接，关闭打开的文件等。
技术要点
本示例主要说明了如何在程序中使用finally关键字，技术要点如下。
● finally关键字必须在try语句中使用，而不能用于其他场合。
● 不管try语句中的执行结果如何，finally关键字之后“{}”符号对所包含的代码总是得到执行。
● 在抛出异常而未处理时，程序不能正常运行。
实现步骤
（1）创建控制台应用程序项目，命名为“FinallyExample”。
（2）打开并编辑Program.cs文件，代码如下所示。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace FinallyExample
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
int i = 6;
try
{
MyException myerr = new MyException("自定义异常");//创建自定义异常的实例
throw myerr;//此句将产生异常
}
finally//不管try语句的执行结果，以下“{}”符号对中所包含的代码总是执行
{
Console.WriteLine("变量i的值为：{0}",i);
}
}
}
class MyException : Exception//自定义的异常类
{
public MyException(string message)
: base(message)//继承Exception类的构造函数
{
}
public MyException(string message, Exception inner)
: base(message, inner)//继承Exception类的构造函数
{
}
}
}
（3）按Ctrl+F5组合键运行程序，在弹出的异常信息窗口中，点击“调试”按钮，在Visual Studio实时调试器窗口中，单击“否”按钮，运行结果如下所示。
未处理的异常: FinallyExample.MyException: 自定义异常
在 FinallyExample.Program.Main(String[] args) 位置 C:\Program\200\FinallyExam
ple\FinallyExample\Program.cs:行号 14
变量i的值为：6
请按任意键继续 . . .
源程序解读
（1）本示例自定义了一个继承于Exception类的MyException类，在该类中继承Exception的两个构造函数。
（2）在主程序入口Main方法中，定义一个整型变量i，然后在try语句后的代码段中创建自定义异常MyException类的实例myerr，并抛出myerr异常。代码执行到此处，因为异常未得到处理，所以不能继续正常执行。只有在不调试执行的情况下带有异常信息地执行，才能看到finally中的代码段实际上已经运行。
7.4 使用try-catch语句捕获异常
try-catch语句是C#编程语言中最为常见的异常处理语句。在该语句中，一个包括“{}”中的代码段的try语句之后，允许带有多个catch语句，用于捕获多种不同的异常。
技术要点
本示例主要说明了如何在程序中使用try-catch语句捕获异常，并获取异常中所包含的信息，技术要点如下。
● 在try-catch语句中需要使用的变量，应该在try语句之前声明。
● 在程序中应该允许特定的异常向上堆栈传递，这样做是为了使异常信息能够完整地传递到调用代码，不建议在程序中排除、隐藏异常，不带参数的catch既不产生Exception类实例，也不产生继承于Exception类的实例，将排除程序产生的异常信息。当catch语句中的参数为Exception类实例时，将会隐藏特定的异常信息。这两种方法只能用于比较特殊的场合，一般的情况下不建议使用。
● 当捕捉并再次引发异常时，例如，在传递异常的时候，最好的方式是使用throw的空引发。空引发不会改变堆栈中引发异常的位置，如果不使用throw空引发，就会将堆栈中引发异常的位置指向当前的throw语句。
实现步骤
（1）创建控制台应用程序项目，命名为“Try-Catch”。
（2）打开并编辑Program.cs文件，代码如下所示。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace Try_Catch
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
//在try语句的外部声明变量，否则catch语句所包含的代码段无法识别i变量
int i = 0;
try
{
i = int.Parse("Error");//此处代码在将字符串转换为整型时引起异常
}
catch//catch语句之后不带任何参数，表示处理任何异常
{
Console.WriteLine("不作异常捕捉的处理，变量i的值为：{0}",i);
}
try
{
ThrowException();
}
//在未明错误的情况下使用所有异常的基类来获取异常信息，不建议使用
catch (Exception currerr)
{
Console.WriteLine("引起异常的方法是：{0}",currerr.TargetSite.Name);
}
Console.ReadLine();
}
static void ThrowException()//抛出异常的方法
{
try
{
//创建一个自定义异常的实例
MyException err = new MyException("自定义异常的信息");
throw err;//抛出异常
}
catch (MyException e)//捕获指定类型的异常
{
Console.WriteLine(e.Message);
//ThrowException方法的目的是为了传输异常，在此处抛出使调用程序处理
throw;
}
}
}
class MyException : Exception//自定义的异常类，继承于Exception类
{
public MyException(string message)
: base(message)//继承Exception类的构造函数
{
}
}
}
（3）按F5键运行程序，运行结果如下所示。
不作异常捕捉的处理，变量i的值为：0
自定义异常的信息
引起异常的方法是：ThrowException
源程序解读
（1）本示例创建了一个自定义的异常类MyException，并在Program类中定义了一个静态的ThrowException方法，在该方法中创建MyException类的实例err，通过捕捉异常将err表示的异常信息传递给主程序入口Main方法的调用语句。本示例的程序流程图如图7.1所示。
图7.1 try-catch示例程序流程图
（2）在try语句开始之前，应该首先声明在整个try-catch结构中需要使用的变量。在本示例程序中，i变量必须在try语句之前声明，否则catch语句所包含的代码段将无法识别i变量。
（3）在未明错误的情况下，可以使用Exception作为catch语句的参数类型，在这种情况下，程序无法判断是异常的数据类型，即捕捉的是非特定的异常，此时可能会忽略错误代码的处理，在实际编程中不建议使用。
（4）在ThrowException方法中，因为该方法的目的是抛出异常让主程序入口Main方法来处理，所以在该方法中的异常，不应该进行处理，而是通过throw语句，将该异常向上抛出到程序堆栈中。此时调用语句产生异常，并在后续的catch语句中处理。
（5）在ThrowException中，catch块的throw语句是空引发，此时抛出的异常，在堆栈中指向的位置是try语句中的throw语句，如果使用了非空引发，例如，在catch中抛出异常时使用了如下代码：
throw e;
以上代码抛出的异常，在堆栈中指向的位置，是位于catch块中的语句。这种非空引发将改变异常抛出的位置，不利于程序的调试和异常处理，不建议使用。
7.5 使用多catch语句捕获异常
在C#编程语言中允许try语句存在多个catch语句异常捕捉，在多个catch语句并存的情况下，捕捉异常的次序和处理十分关键。在C#程序中，将首先捕获特定程度较高的异常，如果将特定程度较低的异常捕捉放在前面，就会在编译时发生错误。
技术要点
本示例主要说明了在程序中使用多catch语句捕获异常的方法，技术要点如下。
● 在使用多catch语句捕捉异常的时候，应把特定程度最高的捕捉放在最前面。
● catch语句可以不使用任何参数，不存在Exception类及其派生类的实例，此时如果要抛出异常，可以使用不带参数的空引发throw。
● 使用Exception类型作为参数的catch语句和不使用任何参数的catch语句不能在同一个try-catch结构中并存。
● 在try-catch-finally结构的代码中，建议的做法是：将变量的定义和初始化放在try语句之前，将可能出现异常的代码放在try代码段中，将各种可能产生的异常分别捕捉，并放置在各自的catch代码段中处理。在finally中的代码段主要作用是清理占用的资源，例如关闭数据库连接、释放文件或内存的占用等。
实现步骤
（1）创建控制台应用程序项目，命名为“MultiCatch”。
（2）打开并编辑Program.cs文件，代码如下所示。
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Text;
namespace MultiCatch
{
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
MyException1 myerr1 = new MyException1();//创建MyException1异常类的实例
MyException2 myerr2 = new MyException2();//创建MyException2异常类的实例
MultiCatch(myerr1);
MultiCatch(myerr2);
MultiCatch(new Exception());//使用未知异常
Console.ReadLine();
}
static void MultiCatch(Exception e)
{
try
{
throw e;//抛出传入的异常以使用catch判断
}
catch (MyException1 myerr)//对于MyException1异常的处理
{
Console.Write("当前异常："+myerr.Message);
}
catch (MyException2 myerr)//对于MyException2异常的处理
{
Console.Write("当前异常："+myerr.Message);
}
catch//对未知异常的处理
{
Console.Write("未知异常");
}
finally
{
Console.WriteLine("");
}
}
}
class MyException1 : Exception//自定义的异常类
{
public MyException1()
: base("自定义异常类1")
{
}
public MyException1(string message)
: base(message)
{
}
}
class MyException2 : Exception//自定义的异常类
{
public MyException2()
: base("自定义异常类2")
{
}
}
}
（3）按F5键运行程序，运行结果如下所示。
当前异常：自定义异常类1
当前异常：自定义异常类2
未知异常
源程序解读
（1）本示例定义了两个自定义的异常类，即MyException1类和MyException2类，这两个类的实例作为参数传递给MultiCatch方法，在MultiCatch方法中抛出异常，然后分别捕捉可能产生的异常，在处理异常时输出异常的描述信息。程序还创建一个Exception类的实例，作为不带参数的catch的输出。本示例程序的流程如图7.2所示。
图7.2 使用多catch实例程序流程图
（2）在MultiCatch方法中，捕获异常的顺序是MyException1、MyException2、不带参数的异常捕获。在捕获的过程中，首先捕获的是特定程度较高的异常。在参数e是MyException1异常或者MyException2异常时，不会执行无参数catch中的代码段。
（3）在本示例中的自定义异常类中，使用了继承带参数的构造函数来实现不带参数的构造函数。因为在构造函数中已经指定了Message属性，所以在创建MyException1类实例和MyException2类实例的时候，无须再指定异常的Message属性。