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.

Применение пары ключевых слов try и catch.

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.

Простой пример обработки исключительной ситуации.

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.

Второй пример обработки исключительной ситуации.

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().