Текст книги "C# 4.0: полное руководство"
Автор книги: Герберт Шилдт
Жанр:
Программирование
сообщить о нарушении
Текущая страница: 31 (всего у книги 83 страниц)
Один блок try может быть вложен в другой. Исключение, генерируемое во внутреннем блоке try и не перехваченное в соответствующем блоке catch, передается во внешний блок try. В качестве примера ниже приведена программа, в которой исключение IndexOutOfRangeException перехватывается не во внутреннем, а во внешнем блоке try.
// Использовать вложенный блок try.
using System;
class NestTrys {
static void Main() {
// Здесь массив numer длиннее массива denom.
int[] numer = { 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 };
int[] denom = { 2, 0, 4, 4, 0, 8 };
try { // внешний блок try
for(int i=0; i < numer.Length; i++) {
try { // вложенный блок try
Console.WriteLine(numer[i] + " / " +
denom[i] + " равно " + numer[i]/denom[i]);
}
catch (DivideByZeroException) {
Console.WriteLine(«Делить на нуль нельзя!»);
}
}
}
catch (IndexOutOfRangeException) {
Console.WriteLine(«Подходящий элемент не найден.»);
Console.WriteLine(«Неисправимая ошибка – программа прервана.»);
}
}
}
Выполнение этой программы приводит к следующему результату.
4/2 равно 2
Делить на нуль нельзя!
16/4 равно 4
32/4 равно 8
Делить на нуль нельзя!
128 / 8 равно 16
Подходящий элемент не найден.
Неисправимая ошибка – программа прервана.
В данном примере исключение, обрабатываемое во внутреннем блоке try и связанное с ошибкой из-за деления на нуль, не мешает дальнейшему выполнению программы. Но ошибка нарушения границ массива, обнаруживаемая во внешнем блоке try, приводит к прерыванию программы.
Безусловно, приведенный выше пример демонстрирует далеко не единственное основание для применения вложенных блоков try, тем не менее из него можно сделать важный общий вывод. Вложенные блоки try нередко применяются для обработки различных категорий ошибок разными способами. В частности, одни ошибки считаются неисправимыми и не подлежат исправлению, а другие ошибки незначительны и могут быть обработаны немедленно. Как правило, внешний блок try служит для обнаружения.и обработки самых серьезных ошибок, а во внутренних блоках try обрабатываются менее серьезные ошибки. Кроме того, внешний блок try может стать «универсальным» для тех ошибок, которые не подлежат обработке во внутреннем блоке.
В приведенных выше примерах перехватывались исключения, генерировавшиеся исполняющей системой автоматически. Но исключение может быть сгенерировано и вручную с помощью оператора throw. Ниже приведена общая форма такого генерирования:
throw exceptOb;
где в качестве exceptOb должен быть обозначен объект класса исключений, производного от класса Exception.
Ниже приведен пример программы, в которой демонстрируется применение оператора throw для генерирования исключения DivideByZeroException.
// Сгенерировать исключение вручную.
using System;
class ThrowDemo {
static void Main() {
try {
Console.WriteLine(«До генерирования исключения.»);
throw new DivideByZeroException();
}
catch (DivideByZeroException) {
Console.WriteLine(«Исключение перехвачено.»);
}
Console.WriteLine(«После пары операторов try/catch.»);
}
}
Вот к какому результату приводит выполнение этой программы.
До генерирования исключения.
Исключение перехвачено.
После пары операторов try/catch.
Обратите внимание на то, что исключение DivideByZeroException было сгенерировано с использованием ключевого слова new в операторе throw. Не следует забывать, что в данном случае генерируется конкретный объект, а следовательно, он должен быть создан перед генерированием исключения. Это означает, что сгенерировать исключение только по его типу нельзя. В данном примере для создания объекта DivideByZeroException был автоматически вызван конструктор, используемый по умолчанию, хотя для генерирования исключений доступны и другие конструкторы.
Повторное генерирование исключений
Исключение, перехваченное в одном блоке catch, может быть повторно сгенерировано в другом блоке, чтобы быть перехваченным во внешнем блоке catch. Наиболее вероятной причиной для повторного генерирования исключения служит предоставление доступа к исключению нескольким обработчикам. Допустим, что один обработчик оперирует каким-нибудь одним аспектом исключения, а другой обработчик – другим его аспектом. Для повторного генерирования исключения достаточно указать оператор throw без сопутствующего выражения, как в приведенной ниже форме.
throw ;
Не следует, однако, забывать, что когда исключение генерируется повторно, то оно не перехватывается снова тем же самым блоком catch, а передается во внешний блок catch.
В приведенном ниже примере программы демонстрируется повторное генерирование исключения. В данном случае генерируется исключение IndexOutOfRangeException.
// Сгенерировать исключение повторно.
using System;
class Rethrow {
public static void GenException() {
// Здесь массив numer длиннее массива denom.
int[] numer = { 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512 };
int[] denom = { 2, 0, 4, 4, 0, 8 };
for(int i=0; i < numer.Length; i++) {
try {
Console.WriteLine(numer[i] + " / " +
denom[i] + " равно " + numer[i]/denom[i]);
}
catch (DivideByZeroException) {
Console.WriteLine(«Делить на нуль нельзя!»);
}
catch (IndexOutOfRangeException) {
Console.WriteLine(«Подходящий элемент не найден.»);
throw; // сгенерировать исключение повторно
}
}
}
}
class RethrowDemo {
static void Main() {
try {
Rethrow.GenException();
}
catch(IndexOutOfRangeException) {
// перехватить исключение повторно
Console.WriteLine(«Неисправимая ошибка – программа прервана.»);
}
}
}
В этом примере программы ошибки из-за деления на нуль обрабатываются локально в методе GenException(), но ошибка выхода за границы массива генерируется повторно. В данном случае исключение IndexOutOfRangeException обрабатывается в методе Main().
Иногда требуется определить кодовый блок, который будет выполняться после выхода из блока try/catch. В частности, исключительная ситуация может возникнуть в связи с ошибкой, приводящей к преждевременному возврату из текущего метода. Но в этом методе мог быть открыт файл, который нужно закрыть, или же установлено сетевое соединение, требующее разрывания. Подобные ситуации нередки в программировании, и поэтому для их разрешения в C# предусмотрен удобный способ: воспользоваться блоком finally.
Для того чтобы указать кодовый блок, который должен выполняться после блока try/catch, достаточно вставить блок finally в конце последовательности операторов try/catch. Ниже приведена общая форма совместного использования блоков try/catch и finally.
try {
// Блок кода, предназначенный для обработки ошибок.
}
catch (ExcepTypel exOb) {
// Обработчик исключения типа ExcepTypel.
}
.
.
.
catch (ЕхсерТуре2 ехОb) {
// Обработчик исключения типа ЕхсерТуре2. }
finally {
// Код завершения обработки исключений.
}
Блок finally будет выполняться всякий раз, когда происходит выход из блока try/catch, независимо от причин, которые к этому привели. Это означает, что если блок try завершается нормально или по причине исключения, то последним выполняется код, определяемый в блоке finally. Блок finally выполняется и в том случае, если любой код в блоке try или в связанных с ним блоках catch приводит к возврату из метода.
Ниже приведен пример применения блока finally.
// Использовать блок finally.
using System;
class UseFinally {
public static void GenException(int what) {
int t;
int[] nums = new int [2];
Console.WriteLine("Получить " + what);
try {
switch(what) {
case 0:
t = 10 / what; // сгенерировать ошибку из-за деления на нуль
break;
case 1:
nums[4] =4; // сгенерировать ошибку индексирования массива
break;
case 2:
return; // возврат из блока try
}
}
catch (DivideByZeroException) {
Console.WriteLine(«Делить на нуль нельзя!»);
return; // возврат из блока catch
}
catch (IndexOutOfRangeException) {
Console.WriteLine(«Совпадающий элемент не найден.»);
}
finally {
Console.WriteLine(«После выхода из блока try.»);
}
}
}
class FinallyDemo {
static void Main() {
for(int i=0; i < 3; i++) {
UseFinally.GenException(i);
Console.WriteLine() ;
}
}
}
Вот к какому результату приводит выполнение этой программы.
Получить 0
Делить на нуль нельзя
После выхода из блока try.
Получить 1
Совпадающий элемент не найден.
После выхода из блока try.
Получить 2
После выхода из блока try.
Как следует из приведенного выше результата, блок finally выполняется независимо от причины выхода из блока try.
И еще одно замечание: с точки зрения синтаксиса блок finally следует после блока try, и формально блоки catch для этого не требуются. Следовательно, блок finally можно ввести непосредственно после блока try, опустив блоки catch. В этом случае блок finally начнет выполняться сразу же после выхода из блока try, но исключения обрабатываться не будут.
В приведенных выше примерах исключения только перехватывались, но никакой существенной обработке они не подвергались. Как пояснялось выше, в операторе catch допускается указывать тип и переменную исключения. Переменная получает ссылку на объект исключения. Во всех исключениях поддерживаются члены, определенные в классе Exception, поскольку все исключения являются производными от этого класса. В этом разделе будет рассмотрен ряд наиболее полезных членов и конструкторов класса Exception и приведены конкретные примеры использования переменной исключения.
В классе Exception определяется ряд свойств. К числу самых интересных относятся три свойства: Message, StackTrace и Targetsite. Все эти свойства доступны только для чтения. Свойство Message содержит символьную строку, описывающую характер ошибки; свойство StackTrace – строку с вызовами стека, приведшими к исключительной ситуации, а свойство ТагgetSite получает объект, обозначающий метод, сгенерировавший исключение.
Кроме того, в классе Exception определяется ряд методов. Чаще всего приходится пользоваться методом ToString(), возвращающим символьную строку с описанием исключения. Этот метод автоматически вызывается, например, при отображении исключения с помощью метода WriteLine().
Применение всех трех упомянутых выше свойств и метода из класса Exception демонстрируется в приведенном ниже примере программы.
// Использовать члены класса Exception.
using System;
class ExcTest {
public static void GenException() {
int[] nums = new int [4];
Console.WriteLine(«До генерирования исключения.»);
// Сгенерировать исключение в связи
//с выходом 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 UseExcept {
static void Main() {
try {
ExcTest.GenException();
}
catch (IndexOutOfRangeException exc) {
Console.WriteLine("Стандартное сообщение таково: ");
Console.WriteLine(exc); // вызвать метод ToString()
Console.WriteLine("Свойство StackTrace: " + exc.StackTrace);
Console.WriteLine("Свойство Message: " + exc.Message);
Console.WriteLine("Свойство TargetSite: " + exc.TargetSite);
}
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
Стандартное сообщение таково: System.IndexOutOfRangeException: Индекс находился
вне границ массива.
в ExcTest.genException() в <имя_файла>:строка 15
в UseExcept.Main()в <имя_файла>:строка 29
Свойство StackTrace: в ExcTest.genException()в <имя_файла>:строка 15
в UseExcept.Main()в <имя_файла>:строка 29
Свойство Message: Индекс находился вне границ массива.
Свойство TargetSite: Void genException()
После блока перехвата исключения.
В классе Exception определяются четыре следующих конструктора:
public Exception()
public Exception(string сообщение)
public Exception(string сообщение, Exception внутреннее_исключение)
protected Exception(System.Runtime.Serialization.Serializationlnfo информация, System.Runtime.Serialization.StreamingContext контекст)
Первый конструктор используется по умолчанию. Во втором конструкторе указывается строка сообщение, связанная со свойством Message, которое имеет отношение к генерируемому исключению. В третьем конструкторе указывается так называемое внутреннее исключение. Этот конструктор используется в том случае, когда одно исключение порождает другое, причем внутреннее_исключение обозначает первое исключение, которое будет пустым, если внутреннее исключение отсутствует. (Если внутреннее исключение присутствует, то оно может быть получено из свойства InnerException, определяемого в классе Exception.) И последний конструктор обрабатывает исключения, происходящие дистанционно, и поэтому требует десериализации.
Следует также заметить, что в четвертом конструкторе класса Exception типы Serializationlnfo и StreamingContext относятся к пространству имен System. Runtime.Serialization.
Наиболее часто используемые исключения
В пространстве имен System определено несколько стандартных, встроенных исключений. Все эти исключения являются производными от класса SystemException, поскольку они генерируются системой CLR при появлении ошибки во время выполнения. В табл. 13.1 перечислены некоторые наиболее часто используемые стандартные исключения.
Таблица 13.1. Наиболее часто используемые исключения, определенные в пространстве имен System
Исключение Значение
ArrayTypeMismatchException – Тип сохраняемого значения несовместим с типом массива
DivideByZeroException – Попытка деления на нуль
IndexOutOfRangeException – Индекс оказался за границами массива
InvalidCastException – Неверно выполнено динамическое приведение типов
OutOfMemoryException – Недостаточно свободной памяти для дальнейшего выполнения программы. Это исключение может быть, например, сгенерировано, если для создания объекта с помощью оператора new не хватает памяти
OverflowException – Произошло арифметическое переполнение
NullReferenceException – Попытка использовать пустую ссылку, т.е. ссылку, которая не указывает ни на один из объектов
Большинство исключений, приведенных в табл. 13.1, не требует особых пояснений, кроме исключения NullReferenceException. Это исключение генерируется при попытке использовать пустую ссылку на несуществующий объект, например, при вызове метода по пустой ссылке. Пустой называется такая ссылка, которая не указывает ни на один из объектов. Для того чтобы создать такую ссылку, достаточно, например, присвоить явным образом пустое значение переменной ссылочного типа, используя ключевое слово null. Пустые ссылки могут также появляться и другими, менее очевидными путями. Ниже приведен пример программы, демонстрирующий обработку исключения NullReferenceException.
// Продемонстрировать обработку исключения NullReferenceException.
using System;
class X {
int x;
public X(int a) {
x = a;
}
public int Add(X o) {
return x + o.x;
}
}
// Продемонстрировать генерирование и обработку
// исключения NullReferenceException.
class NREDemo {
static void Main() {
X p = new X(10);
X q = null; // присвоить явным образом пустое
//значение переменной q
int val;
try {
val = p.Add(q); // эта операция приведет
// к исключительной ситуации
}
catch (NullReferenceException) {
Console.WriteLine(«Исключение NullReferenceException!»);
Console.WriteLine(«Исправление ошибки...n»);
// А теперь исправить ошибку,
q = new X(9);
val = p.Add(q);
}
Console.WriteLine(«Значение val равно {0}», val);
}
}
Вот к какому результату приводит выполнение этой программы.
Исключение NullReferenceException!
Исправление ошибки...
Значение val равно 19
В приведенном выше примере программы создается класс X, в котором определяются член х и метод Add(), складывающий значение члена х в вызывающем объекте со значением члена х в объекте, передаваемом этому методу в качестве параметра. Оба объекта класса X создаются в методе Main(). Первый из них (переменная р) инициализируется, а второй (переменная q) – нет. Вместо этого переменной q присваивается пустое значение. Затем вызывается метод р. Add() с переменной q в качестве аргумента. Но поскольку переменная q не ссылается ни на один из объектов, то при попытке получить значение члена q. х генерируется исключение NullReferenceException.
Несмотря на то что встроенные исключения охватывают наиболее распространенные программные ошибки, обработка исключительных ситуаций в C# не ограничивается только этими ошибками. В действительности одна из сильных сторон принятого в C# подхода к обработке исключительных ситуаций состоит в том, что в этом языке допускается использовать исключения, определяемые пользователем, т.е. тем, кто программирует на С#. В частности, такие специальные исключения можно использовать для обработки ошибок в собственном коде, а создаются они очень просто. Для этого достаточно определить класс, производный от класса Exception. В таких классах совсем не обязательно что-то реализовывать – одного только их существования в системе типов уже достаточно, чтобы использовать их в качестве исключений.
–
ПРИМЕЧАНИЕ
В прошлом специальные исключения создавались как производные от класса Application.Exception, поскольку эта иерархия классов была первоначально зарезервирована для исключений прикладного характера. Но теперь корпорация Microsoft не рекомендует этого делать, а вместо этого получать исключения, производные от класса Exception. Именно по этой причине данный подход и рассматривается в настоящей книге.
–
Создаваемые пользователем классы будут автоматически получать свойства и методы, определенные в классе Exception и доступные для них. Разумеется, любой из этих членов класса Exception можно переопределить в создаваемых классах исключений.
Когда создается собственный класс исключений, то, как правило, желательно, чтобы в нем поддерживались все конструкторы, определенные в классе Exception. В простых специальных классах исключений этого нетрудно добиться, поскольку для этого достаточно передать подходящие аргументы соответствующему конструктору класса Exception, используя ключевое слово base. Но формально нужно предоставить только те конструкторы, которые фактически используются в программе.
Рассмотрим пример программы, в которой используется исключение специального типа. Напомним, что в конце главы 10 был разработан класс RangeArray, поддерживающий одномерные массивы, в которых начальный и конечный индексы определяются пользователем. Так, например, вполне допустимым считается массив, индексируемый в пределах от -5 до 27. Если же индекс выходил за границы массива, то для обработки этой ошибки в классе RangeArray была определена специальная переменная. Такая переменная устанавливалась и проверялась после каждой операции обращения к массиву в коде, использовавшем класс RangeArray. Безусловно, такой подход к обработке ошибок «неуклюж» и чреват дополнительными ошибками. В приведенном ниже улучшенном варианте класса RangeArray обработка ошибок нарушения границ массива выполняется более изящным и надежным способом с помощью специально генерируемого исключения.
// Использовать специальное исключение для обработки
// ошибок при-обращении к массиву класса RangeArray.
using System;
// Создать исключение для класса RangeArray.
class RangeArrayException : Exception {
/* Реализовать все конструкторы класса Exception. Такие конструкторы просто реализуют конструктор базового класса. А поскольку класс исключения RangeArrayException ничего не добавляет к классу Exception, то никаких дополнительных действий не требуется. */
public RangeArrayException() : base() { }
public RangeArrayException(string str) : base(str) { }
public RangeArrayException(
string str, Exception inner) : base(str, inner) { }
protected RangeArrayException(
System.Runtime.Serialization.SerializationInfo si,
System.Runtime.Serialization.StreamingContext sc) : base(si, sc) { }
// Переопределить метод ToString()
// для класса исключения RangeArrayException.
public override string ToString() {
return Message;
}
}
// Улучшенный вариант класса RangeArray.
class RangeArray {
// Закрытые данные.
int[] a; // ссылка на базовый массив
int lowerBound; // наименьший индекс
int upperBound; // наибольший индекс
// Автоматически реализуемое и доступное
// только для чтения свойство Length,
public int Length { get; private set; }
// Построить массив по заданному размеру
public RangeArray(int low, int high) {
high++;
if(high <= low) {
throw new RangeArrayException(«Нижний индекс не меньше верхнего.»);
}
a = new int[high – low];
Length = high – low;
lowerBound = low;
upperBound = –high;
}
// Это индексатор для класса RangeArray.
public int this[int index] {
// Это аксессор get.
get {
if(ok(index)) {
return a[index – lowerBound];
} else {
throw new RangeArrayException(«Ошибка нарушения границ.»);
}
}
// Это аксессор set.
set {
if(ok(index)) {
a[index – lowerBound] = value;
}
else throw new RangeArrayException(«Ошибка нарушения границ.»);
}
}
// Возвратить логическое значение true, если
// индекс находится в установленных границах,
private bool ok(int index) {
if(index >= lowerBound & index <= upperBound) return true;
return false;
}
}
// Продемонстрировать применение массива с произвольно
// задаваемыми пределами индексирования,
class RangeArrayDemo {
static void Main() {
try {
RangeArray ra = new RangeArray(-5, 5);
RangeArray ra2 = new RangeArray(1, 10);
// Использовать объект га в качестве массива.
Console.WriteLine("Длина массива rа: " + ra.Length);
for(int i = -5; i <= 5; i++) ra[i] = i;
Console.Write("Содержимое массива ra: ");
for (int i = -5; i <= 5; i++)
Console.Write(ra[i] + " ");
Console.WriteLine(«n»);
// Использовать объект ra2 в качестве массива.
Console.WriteLine("Длина массива rа2: " + ra2.Length);
for (int i = 1; i <= 10; i++) ra2[i] = i;
Console.Write("Длина массива ra2: ");
for (int i = 1; i <= 10; i++)
Console.Write(ra2[i] + " ");
Console.WriteLine(«n») ;
}
catch (RangeArrayException exc) {
Console.WriteLine(exc);
}
// А теперь продемонстрировать обработку некоторых ошибок.
Console.WriteLine(«Сгенерировать ошибки нарушения границ.»);
// Использовать неверно заданный конструктор,
try {
RangeArray ra3 = new RangeArray(100, -10); // Ошибка!
}
catch (RangeArrayException exc) {
Console.WriteLine(exc);
}
// Использовать неверно заданный индекс,
try {
RangeArray ra3 = new RangeArray(-2, 2);
for(int i = -2; i <= 2; i++) ra3[i] = i;
Console.Write("Содержимое массива ra3: ");
for (int i = -2; i <= 10; i++) // сгенерировать ошибку нарушения границ
Console.Write(ra3[i] + " ");
}
catch (RangeArrayException exc) {
Console.WriteLine(exc);
}
}
}
После выполнения этой программы получается следующий результат.
Длина массива rа: 11
Содержимое массива ra: -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5
Длина массива ra2: 10
Содержимое массива ra2: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Сгенерировать ошибки нарушения границ.
Нижний индекс не меньше верхнего.
Содержимое массива raЗ: -2 -1 0 1 2 Ошибка нарушения границ.
Когда возникает ошибка нарушения границ массива класса RangeArray, генерируется объект типа RangeArrayException. В классе RangeArray это может произойти в трех следующих местах: в аксессоре get индексатора, в аксессоре set индексатора и в конструкторе класса RangeArray. Для перехвата этих исключений подразумевается, что объекты типа RangeArray должны быть сконструированы и доступны из блока try, что и продемонстрировано в приведенной выше программе. Используя специальное исключение для сообщения об ошибках, класс RangeArray теперь действует как один из встроенных в C# типов данных, и поэтому он может быть полностью интегрирован в механизм обработки ошибок, обнаруживаемых в программе.
Обратите внимание на то, что в теле конструкторов класса исключения RangeArrayException отсутствуют какие-либо операторы, но вместо этого они просто передают свои аргументы классу Exception, используя ключевое слово base. Как пояснялось ранее, в тех случаях, когда производный класс исключений не дополняет функции базового класса, весь процесс создания исключений можно поручить конструкторам класса Exception. Ведь производный класс исключений совсем не обязательно должен чем-то дополнять функции, наследуемые от класса Exception.
Прежде чем переходить к дальнейшему чтению, попробуйте немного поэкспериментировать с приведенной выше программой. В частности, попробуйте закомментировать переопределение метода ToString() и понаблюдайте за результатами. Кроме того, попытайтесь создать исключение, используя конструктор, вызываемый по умолчанию, и посмотрите, какое сообщение при этом сформируется стандартными средствами С#.
