Что такое исключения в C# и как работать с блоками try, catch и finally

Обработка исключений — способ предотвратить ошибки в исполнении программы. Чтобы обработать Exception (исключение) в языке C# используют операторы try, catch и finally.

Содержание статьи:

1. Вступление

2. Try, catch, finally и throw: сновные команды в С#

3. Exception: типы исключений в C#

4. Пример c try и catch в C# (example)

5. Алгоритм выполнения операторов try, catch и finally в C#

6. Ошибки в приложениях с визуальным интерфейсом

7. Генерирование исключительных ситуаций

8. Фильтры и условные конструкции

9. В заключение

Вступление

Часто во время выполнения программ возникают ошибки, которые не связаны с плохим написанием кода. Например, программе нужно найти пользователя, который отсутствует в базе данных, или подключенный файл оказался поврежденным.

Некоторые из ошибок происходят случайным образом и их невозможно предвидеть. Их называют исключениями.

Try, catch, finally и throw: основные команды в С#

Исключения позволяют программе передавать управление между частями кода, «пропуская» ошибку выполнения программы. Для этого в C# существуют команды try, catch, finally, а также throw:

• Блок try применяют для инкапсуляции. В него помещают так называемый «ненадежный» код, который может выдать ошибку. Там могут содержаться вызовы методов, обращения к интерфейсам, операторы цикла. В случае, если некая строка из этого блока выдает исключение, то он обрабатывается в блоке catch.
• Когда происходит исключение, запускается блок catch. Здесь исключение можно обработать. Варианты обработки зависят от задач разработчиков и типа ошибки. Например, записать ошибку в лог, завершить работу скрипта или прописать выдачу конкретного сообщения. В случае, если блок catch пустой, программа пропустит исключение.
• Задача блока finally — выполнить определенный код вне зависимости от того, сработало исключение или нет. Это может быть, к примеру, освобождение объекта из памяти. Иногда блок finally не обязателен и опускается. Так происходит, когда обработка исключения предусматривает, что программа дальше будет выполняться.
• В языке C# существует несколько стандартных типов исключений, но есть возможность создавать их самостоятельно. Для этого используют оператор throw.

Exception: типы исключений в C#

При работе с ошибками в C# используют тип исключения Exception. Он базовый и включает все исключения. У него есть несколько свойств, с помощью которых можно получить сведения об исключении. Например, определить расположение, причину исключения, тип.

В таблице ниже перечислим несколько свойств.

Если нужно обработать только определенные ошибки, используют конкретный тип исключений.

Давайте рассмотрим несколько наиболее популярных.

Пример c try и catch в C# (example)

Вот пример обработки исключения типа IndexOutOfRangeException с операторами try и catch в C#:

// Exception handling of above code
// using try catch blocks
 
using System;
 
class Program : System.Exception {
    static void Main(string[] args)
    {
        // Declare an array of max index 4
        int[] arr = { 1, 2, 3, 4, 5 };
 
        // Display values of array elements
        for (int i = 0; i < arr.Length; i++) {
            Console.WriteLine(arr[i]);
        }
 
        try {
 
            // Try to access invalid index of array
            Console.WriteLine(arr[7]);
            // An exception is thrown upon executing
            // the above line
        }
        catch (IndexOutOfRangeException e) {
 
            // The Message property of the object
            // of type IndexOutOfRangeException
            // is used to display the type of exception
            // that has occurred to the user.
            Console.WriteLine("An Exception has occurred : {0}", e.Message);
        }
    } 

Обработку разных типов можно разграничить. Для этого каждый тип прописывают в отдельном блоке catch. Здесь важно помнить о приоритетности выполнения, так как предложения catch будут срабатывать в порядке написания.

Если менее конкретные исключения будут записаны перед более конкретными, то компилятор может выдать ошибку из-за невозможности достигнуть следующего блока.

Пример многоразового использования блока catch в C#:

// C# Program to show use of
// multiple try catch blocks
using System;
 
class Program {
 
    static void Main(string[] args)
    {
        int[] arr = {19, 0, 75, 52};
 
        try {
 
            // Try to generate an exception
            for (int i = 0; i < arr.Length; i++) {
                Console.WriteLine(arr[i] / arr[i + 1]);
            }
        }
 
        // Catch block for invalid array access
        catch (IndexOutOfRangeException e) {
 
            Console.WriteLine("An Exception has occurred : {0}", e.Message);
        }
 
        // Catch block for attempt to divide by zero
        catch (DivideByZeroException e) {
 
            Console.WriteLine("An Exception has occurred : {0}", e.Message);
        }
 
        // Catch block for value being out of range
        catch (ArgumentOutOfRangeException e) {
 
            Console.WriteLine("An Exception has occurred : {0}", e.Message);
        }
 
        // Finally block
        // Will execute irrespective of the above catch blocks
        finally {
            for (int i = 0; i < arr.Length; i++) {
                Console.Write(" {0}", arr[i]);
            }
        }
    }
}

Алгоритм выполнения операторов try, catch и finally в C#

Используя блоки try, catch и finally сначала выполняются команды в блоке try. Когда исключений нет, программа сразу переходит к блоку finally (если он есть) и часть программы, которая отвечает за обработку исключений, завершается.

Когда в блоке try произошла ошибка, то выполнение программы приостанавливается, а общеязыковая исполняющая среда (CLR) производит поиск блока catch. Если блок найден, то после его выполнения идет блок finally. В другом случае программа аварийно завершит работу.

Например, в случае деления на 0, возникает исключение System.DivideByZeroException. Чтобы не возникало таких ошибок, в блоке catch прописываем инструкцию, как указано в примере кода. Алгоритм не будет делить на 0 и выводить результаты, а программа аварийно завершается.

Теперь давайте посмотрим поближе на пример использования try и catch в C#:

//C#: Exception Handling
using System;
class MyClient
{
    public static void Main()
    {
        int x = 0;
        int div = 0;
        try
        {
            div = 100 / x;
            Console.WriteLine("This linein not executed");
        }
        catch (DivideByZeroException)
        {
            Console.WriteLine("Exception occured");
        }
        Console.WriteLine($"Result is {div}");
    }
} 

Ошибки в приложениях с визуальным интерфейсом

Все вышеуказанные правила работают в консольных приложениях. Если в программы есть интерфейс, то при возникновении ошибки увидим соответствующее окно:

Пример ошибки в Microsoft Visual Studio

В таком случае разработчик может попробовать продолжить выполнение программы, прервать его или изменить настройки и обработать исключение.

Генерирование исключительных ситуаций

В некоторых очевидных ситуациях (таких, как деление на 0) C# самостоятельно сгенерирует исключение. Чтобы создать персональное исключение, применяют оператор throw. Использование собственного класса исключений ограничивается лишь фантазией разработчика.

Например, у нас есть платформа для разработки ASP.NET. Платформа должна разрешать пользователю иметь только один сеанс в системе и выдавать сообщение об ошибке, если он вошел с другого окна браузера. 

Пример решения: 

namespace ExceptionHandlingDemo
{
    //Creating our own Exception Class by inheriting Exception class
    public class OddNumberException : Exception
    {
        //Overriding the Message property
        public override string Message
        {
            get
            {
                return "divisor cannot be odd number";
            }
        }
    }
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int x, y, z;
            Console.WriteLine("ENTER TWO INTEGER NUMBERS:");
            x = int.Parse(Console.ReadLine());
            y = int.Parse(Console.ReadLine());
            try
            {
                if (y % 2 > 0)
                {
                    //OddNumberException ONE = new OddNumberException();
                    //throw ONE;
                    throw new OddNumberException();
                }
                z = x / y;
                Console.WriteLine(z);
            }
            catch (OddNumberException one)
            {
                Console.WriteLine(one.Message);
            }

            Console.WriteLine("End of the program");
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

Фильтры и условные конструкции

Применять блоки try, catch и finnaly в C# требует больших производительных ресурсов, и это не всегда необходимо. Иногда лучше применить условные конструкции. Например, программа запрашивает ввод числа, а вместо этого пользователь использовал число прописью (строку). В таком случае лучше использовать преобразование типов.

Метод Int32.TryParse выдаст значение true, если тип возможно преобразовать. Таким образом для этого типа ошибок необязательно применять try / catch.

Блок catch тоже можно реализовать по-разному. Наиболее простой способ в C# — обрабатывать любое исключение (тип Exceptions). Но разработчикам все же советуют перехватывать только те исключения, которые они смогут восстановить. Также в C# есть возможность настроить обработку исключений только при конкретных условиях. После выражения catch используют оператор when, где указывают условие. Обработка будет происходить только в случае, если значение в условии истинное.

В заключение

Реализовать обработку исключений в C# можно разными способами. Некоторые распространенные ошибки возможно уловить с помощью стандартных типов исключений. Нужно понимать свойства ошибок, чтобы учиться с ними работать. Также важно учитывать последовательность исключений. 

Помните, что в случае, если C# не имеет функционала для предотвращения такого исключения, его можно создать самостоятельно.  

https://www.youtube.com/watch?v=A0lccpS6P8s

Видео: обработка исключений в языке программирования C#