Книга: C# 4.0: полное руководство

Основы обработки исключительных ситуаций

Основы обработки исключительных ситуаций

Обработка исключительных ситуаций в C# организуется с помощью четырех ключевых слов: try, catch, throw и finally. Они образуют взаимосвязанную подсистему, в которой применение одного из ключевых слов подразумевает применение другого. На протяжении всей этой главы назначение и применение каждого из упомянутых выше ключевых слов будет рассмотрено во всех подробностях. Но прежде необходимо дать общее представление о роли каждого из них в обработке исключительных ситуаций. Поэтому ниже кратко описан принцип их действия.

Операторы программы, которые требуется контролировать на появление исключений, заключаются в блок try. Если внутри блока try возникает исключительная ситуация, генерируется исключение. Это исключение может быть перехвачено и обработано каким-нибудь рациональным способом в коде программы с помощью оператора, обозначаемого ключевым словом catch. Исключения, возникающие на уровне системы, генерируются исполняющей системой автоматически. А для генерирования исключений вручную служит ключевое слово throw. Любой код, который должен быть непременно выполнен после выхода из блока try, помещается в блок finally.

Основу обработки исключительных ситуаций в C# составляет пара ключевых слов try и catch. Эти ключевые слова действуют совместно и не могут быть использованы порознь. Ниже приведена общая форма определения блоков try/catch для обработки исключительных ситуаций:

try {
// Блок кода, проверяемый на наличие ошибок.
} catch (ExcepTypel exOb) {
// Обработчик исключения типа ExcepTypel. }
catch (ЕхсерТуре2 exOb) {
// Обработчик исключения типа ЕхсерТуре2. }

где ЕхсерТуре — это тип возникающей исключительной ситуации. Когда исключение генерируется оператором try, оно перехватывается составляющим ему пару оператором catch, который затем обрабатывает это исключение. В зависимости от типа исключения выполняется и соответствующий оператор catch. Так, если типы генерируемого исключения и того, что указывается в операторе catch, совпадают, то выполняется именно этот оператор, а все остальные пропускаются. Когда исключение перехватывается, переменная исключения exOb получает свое значение.

На самом деле указывать переменную exOb необязательно. Так, ее необязательно указывать, если обработчику исключений не требуется доступ к объекту исключения, что бывает довольно часто. Для обработки исключения достаточно и его типа. Именно поэтому во многих примерах программ, приведенных в этой главе, переменная exOb опускается.

Следует, однако, иметь в виду, что если исключение не генерируется, то блок оператора try завершается как обычно, и все его операторы catch пропускаются. Выполнение программы возобновляется с первого оператора, следующего после завершающего оператора catch. Таким образом, оператор catch выполняется лишь в том случае, если генерируется исключение.

Рассмотрим простой пример, демонстрирующий отслеживание и перехватывание исключения. Как вам должно быть уже известно, попытка индексировать массив за его границами приводит к ошибке. Когда возникает подобная ошибка, система CLR генерирует исключение IndexOutOfRangeException, которое определено как стандартное для среды .NET Framework. В приведенной ниже программе такое исключение генерируется намеренно и затем перехватывается.

// Продемонстрировать обработку исключительной ситуации.
using System;
class ExcDemol {
  static void Main() {
    int[] nums = new int [4];
    try {
      Console.WriteLine("До генерирования исключения.");
      // Сгенерировать исключение в связи с выходом
      // индекса за границы массива.
      for(int i=0; i < 10; i++) {
        nums[i] = i;
        Console.WriteLine("nums[{0}]: {1}", i, nums[i]);
      }
      Console.WriteLine("He подлежит выводу");
    }
    catch (IndexOutOfRangeException) {
      // Перехватить исключение.
      Console.WriteLine("Индекс вышел за границы массива!");
    }
    Console.WriteLine("После блока перехвата исключения.");
  }
}

При выполнении этой программы получается следующий результат.

До генерирования исключения.
nums[0]: 0
nums[1]: 1
nums[2]: 2
nums[3]: 3
Индекс вышел за границы массива!
После блока перехвата исключения.

В данном примере массив nums типа int состоит из четырех элементов. Но в цикле for предпринимается попытка проиндексировать этот массив от 0 до 9, что и приводит к появлению исключения IndexOutOfRangeException, когда происходит обращение к элементу массива по индексу 4.

Несмотря на всю свою краткость, приведенный выше пример наглядно демонстрирует ряд основных моментов процесса обработки исключительных ситуаций. Во-первых, код, который требуется контролировать на наличие ошибок, содержится в блоке try. Во-вторых, когда возникает исключительная ситуация (в данном случае — при попытке проиндексировать массив nums за его границами в цикле for), в блоке try генерируется исключение, которое затем перехватывается в блоке catch. В этот момент выполнение кода в блоке try завершается и управление передается блоку catch. Это означает, что оператор catch не вызывается специально, а выполнение кода переходит к нему автоматически. Следовательно, оператор, содержащий метод WriteLine() и следующий непосредственно за циклом for, где происходит выход индекса за границы массива, вообще не выполняется. А в задачу обработчика исключений входит исправление ошибки, приведшей к исключительной ситуации, чтобы продолжить выполнение программы в нормальном режиме.

Обратите внимание на то, что в операторе catch указан только тип исключения (в данном случае — IndexOutOfRangeException), а переменная исключения отсутствует. Как упоминалось ранее, переменную исключения требуется указывать лишь в том случае, если требуется доступ к объекту исключения. В ряде случаев значение объекта исключения может быть использовано обработчиком исключений для получения дополнительной информации о самой ошибке, но зачастую для обработки исключительной ситуации достаточно просто знать, что она произошла. Поэтому переменная исключения нередко отсутствует в обработчиках исключений, как в рассматриваемом здесь примере.

Как пояснялось ранее, если исключение не генерируется в блоке try, то блок catch не выполняется, а управление программой передается оператору, следующему после блока catch. Для того чтобы убедиться в этом, замените в предыдущем примере программы строку кода

for(int i=0; i < 10; i++)    {

на строку

for(int i=0; i < nums.Length; i++)    {

Теперь индексирование массива не выходит за его границы в цикле for. Следовательно, никакого исключения не генерируется и блок catch не выполняется.

Следует особо подчеркнуть, что весь код, выполняемый в блоке try, контролируется на предмет исключительных ситуаций, в том числе и тех, которые могут возникнуть в результате вызова метода из самого блока try. Исключение, генерируемое методом в блоке try, может быть перехвачено в том же блоке, если, конечно, этого не будет сделано в самом методе.

В качестве еще одного примера рассмотрим следующую программу, где блок try помещается в методе Main(). Из этого блока вызывается метод GenException(), в котором и генерируется исключение IndexOutOfRangeException. Это исключение не перехватывается методом GenException(). Но поскольку метод GenException() вызывается из блока try в методе Main(), то исключение перехватывается в блоке catch, связанном непосредственно с этим блоком try.

/* Исключение может быть сгенерировано одним методом и перехвачено другим. */
using System;
class ExcTest {
  // Сгенерировать исключение,
  public static void GenException()    {
    int[] nums = new int [4];
    Console.WriteLine("До генерирования исключения.");
    // Сгенерировать исключение в связи с выходом
    //индекса за границы массива.
    for(int i=0; i < 10; i++) {
      nums[i] = i;
      Console.WriteLine("nums[{0}]: {1}", i, nums[i]);
    }
    Console.WriteLine("He подлежит выводу");
  }
}
class ExcDemo2 {
  static void Main() {
    try {
      ExcTest.GenException() ;
    }
    catch (IndexOutOfRangeException) {
      // Перехватить исключение.    9
      Console.WriteLine("Индекс вышел за границы массива!");
    }
    Console.WriteLine("После блока перехвата исключения.");
  }
}

Выполнение этой программы дает такой же результат, как и в предыдущем примере.

До генерирования исключения.
nums[0]: О
nums[1]: 1
nums[2]: 2
nums[3]: 3
Индекс вышел за границы массива!
После блока перехвата исключения.

Как пояснялось выше, метод GenException() вызывается из блока try, и поэтому генерируемое им исключение перехватывается не в нем, а в блоке catch внутри метода Main(). А если бы исключение перехватывалось в методе GenException(), оно не было бы вообще передано обратно методу Main().

Оглавление книги