指南:錯(cuò)誤處理(Error Handling)

錯(cuò)誤處理(Error handling)是響應(yīng)錯(cuò)誤以及從錯(cuò)誤中恢復(fù)的過(guò)程。Swift 提供了在運(yùn)行時(shí)對(duì)可恢復(fù)錯(cuò)誤的拋出、捕獲、傳遞和操作的一流支持。

表示并拋出錯(cuò)誤(Representing and Throwing Errors)

  • 在 Swift 中,錯(cuò)誤用符合ErrorType協(xié)議的類型的值來(lái)表示。這個(gè)空協(xié)議表明該類型可以用于錯(cuò)誤處理。

  • Swift 的枚舉類型尤為適合構(gòu)建一組相關(guān)的錯(cuò)誤狀態(tài),枚舉的關(guān)聯(lián)值還可以提供錯(cuò)誤狀態(tài)的額外信息。

  • 拋出一個(gè)錯(cuò)誤表明有意外情況發(fā)生,導(dǎo)致正常的執(zhí)行流程無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行。拋出錯(cuò)誤使用throw關(guān)鍵字。

處理錯(cuò)誤(Handling Errors)

  • 某個(gè)錯(cuò)誤被拋出時(shí),附近的某部分代碼必須負(fù)責(zé)處理這個(gè)錯(cuò)誤,例如糾正這個(gè)問(wèn)題、嘗試另外一種方式、或是向用戶報(bào)告錯(cuò)誤。

  • Swift 中有4種處理錯(cuò)誤的方式。把函數(shù)拋出的錯(cuò)誤傳遞給調(diào)用此函數(shù)的代碼、用do-catch語(yǔ)句處理錯(cuò)誤、將錯(cuò)誤作為可選類型處理、或者斷言此錯(cuò)誤根本不會(huì)發(fā)生。

  • 當(dāng)一個(gè)函數(shù)拋出一個(gè)錯(cuò)誤時(shí),程序流程會(huì)發(fā)生改變,所以重要的是你能迅速識(shí)別代碼中會(huì)拋出錯(cuò)誤的地方。為了標(biāo)識(shí)出這些地方,在調(diào)用一個(gè)能拋出錯(cuò)誤的函數(shù)、方法或者構(gòu)造器之前,加上try關(guān)鍵字,或者try?或try!這種變體。

用 throwing 函數(shù)傳遞錯(cuò)誤(Propagating Errors Using Throwing Functions)

  • 為了表示一個(gè)函數(shù)、方法或構(gòu)造器可以拋出錯(cuò)誤,在函數(shù)聲明的參數(shù)列表之后加上throws關(guān)鍵字。一個(gè)標(biāo)有throws關(guān)鍵字的函數(shù)被稱作throwing 函數(shù)。如果這個(gè)函數(shù)指明了返回值類型,throws關(guān)鍵詞需要寫在箭頭(->)的前面。

  • 只有 throwing 函數(shù)可以傳遞錯(cuò)誤。任何在某個(gè)非 throwing 函數(shù)內(nèi)部拋出的錯(cuò)誤只能在函數(shù)內(nèi)部處理。

用 Do-Catch 處理錯(cuò)誤(Handling Errors Using Do-Catch)

  • 可以使用一個(gè)do-catch語(yǔ)句運(yùn)行一段閉包代碼來(lái)處理錯(cuò)誤。如果在do子句中的代碼拋出了一個(gè)錯(cuò)誤,這個(gè)錯(cuò)誤會(huì)與catch子句做匹配,從而決定哪條子句能處理它。
do {
    try expression
    statements
} catch pattern 1 {
    statements
} catch pattern 2 where condition {
    statements
}
  • 在catch后面寫一個(gè)匹配模式來(lái)表明這個(gè)子句能處理什么樣的錯(cuò)誤。如果一條catch子句沒(méi)有指定匹配模式,那么這條子句可以匹配任何錯(cuò)誤,并且把錯(cuò)誤綁定到一個(gè)名字為error的局部常量。

  • catch子句不必將do子句中的代碼所拋出的每一個(gè)可能的錯(cuò)誤都作處理。如果所有catch子句都未處理錯(cuò)誤,錯(cuò)誤就會(huì)傳遞到周圍的作用域。然而,錯(cuò)誤還是必須要被某個(gè)周圍的作用域處理的——要么是一個(gè)外圍的do-catch錯(cuò)誤處理語(yǔ)句,要么是一個(gè) throwing 函數(shù)的內(nèi)部。

將錯(cuò)誤轉(zhuǎn)換成可選值(Converting Errors to Optional Values)

  • 可以使用try?通過(guò)將錯(cuò)誤轉(zhuǎn)換成一個(gè)可選值來(lái)處理錯(cuò)誤。如果在評(píng)估try?
    表達(dá)式時(shí)一個(gè)錯(cuò)誤被拋出,那么表達(dá)式的值就是nil。

  • 如果想對(duì)所有的錯(cuò)誤都采用同樣的方式來(lái)處理,用try?就可以寫出簡(jiǎn)潔的錯(cuò)誤處理代碼。

func fetchData() -> Data? {
    if let data = try? fetchDataFromDisk() { return data }
    if let data = try? fetchDataFromServer() { return data }
    return nil
}

禁用錯(cuò)誤傳遞(Disabling Error Propagation)

  • 有時(shí)你知道某個(gè) throwing 函數(shù)實(shí)際上在運(yùn)行時(shí)是不會(huì)拋出錯(cuò)誤的,在這種情況下,你可以在表達(dá)式前面寫try!來(lái)禁用錯(cuò)誤傳遞,這會(huì)把調(diào)用包裝在一個(gè)不會(huì)有錯(cuò)誤拋出的運(yùn)行時(shí)斷言中。如果真的拋出了錯(cuò)誤,會(huì)得到一個(gè)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。程序崩潰。

用try? 代替 try!,值可以不用,多寫一行if let也沒(méi)什么,要防止崩潰

enum VendingMachineError: ErrorType {
    case InvalidSelection                    //選擇無(wú)效
    case InsufficientFunds(coinsNeeded: Int) //金額不足
    case OutOfStock                          //缺貨
}

struct Item {
    var price: Int
    var count: Int
}

class VendingMachine {
    var inventory = [
        "Candy Bar": Item(price: 12, count: 7),
        "Chips": Item(price: 10, count: 4),
        "Pretzels": Item(price: 7, count: 11)
    ]
    var coinsDeposited = 0
    func dispenseSnack(snack: String) {
        print("Dispensing \(snack)")
    }

    func vend(itemNamed name: String) throws {
        guard let item = inventory[name] else {
            throw VendingMachineError.InvalidSelection
        }

        guard item.count > 0 else {
            throw VendingMachineError.OutOfStock
        }

        guard item.price <= coinsDeposited else {
            throw VendingMachineError.InsufficientFunds(coinsNeeded: item.price - coinsDeposited)
        }

        coinsDeposited -= item.price

        var newItem = item
        newItem.count -= 1
        inventory[name] = newItem

        dispenseSnack(name)
    }
}

let favoriteSnacks = [
    "Alice": "Chips",
    "Bob": "Licorice",
    "Eve": "Pretzels",
]
func buyFavoriteSnack(person: String, vendingMachine: VendingMachine) throws {
    let snackName = favoriteSnacks[person] ?? "Candy Bar"
    try vendingMachine.vend(itemNamed: snackName)
}

struct PurchasedSnack {
    let name: String
    init(name: String, vendingMachine: VendingMachine) throws {
        try vendingMachine.vend(itemNamed: name)
        self.name = name
    }
}

var vendingMachine = VendingMachine()
vendingMachine.coinsDeposited = 8
do {
    try buyFavoriteSnack("Alice", vendingMachine: vendingMachine)
} catch VendingMachineError.InvalidSelection {
    print("Invalid Selection.")
} catch VendingMachineError.OutOfStock {
    print("Out of Stock.")
} catch VendingMachineError.InsufficientFunds(let coinsNeeded) {
    print("Insufficient funds. Please insert an additional \(coinsNeeded) coins.")
}
// 打印 “Insufficient funds. Please insert an additional 2 coins.”

指定清理操作(Specifying Cleanup Actions)

  • 可以使用defer語(yǔ)句在即將離開當(dāng)前代碼塊時(shí)執(zhí)行一系列語(yǔ)句。該語(yǔ)句讓你能執(zhí)行一些必要的清理工作,不管是以何種方式離開當(dāng)前代碼塊的——無(wú)論是由于拋出錯(cuò)誤而離開,還是由于諸如return或者break的語(yǔ)句。

  • 例如,可以用defer語(yǔ)句來(lái)確保文件描述符得以關(guān)閉,以及手動(dòng)分配的內(nèi)存得以釋放。

  • defer語(yǔ)句將代碼的執(zhí)行延遲到當(dāng)前的作用域退出之前。該語(yǔ)句由defer關(guān)鍵字和要被延遲執(zhí)行的語(yǔ)句組成。

  • 延遲執(zhí)行的語(yǔ)句不能包含任何控制轉(zhuǎn)移語(yǔ)句,例如break或是return語(yǔ)句,或是拋出一個(gè)錯(cuò)誤。

  • 延遲執(zhí)行的操作會(huì)按照它們被指定時(shí)的順序的相反順序執(zhí)行——也就是說(shuō),第一條defer語(yǔ)句中的代碼會(huì)在第二條defer語(yǔ)句中的代碼被執(zhí)行之后才執(zhí)行,以此類推。

  • 即使沒(méi)有涉及到錯(cuò)誤處理,你也可以使用defer語(yǔ)句。

func processFile(filename: String) throws {
    if exists(filename) {
        let file = open(filename)
        defer {
            close(file)
        }
        while let line = try file.readline() {
            // 處理文件。
        }
        // close(file) 會(huì)在這里被調(diào)用,即作用域的最后。
    }
}
// 使用一條defer語(yǔ)句來(lái)確保open(_:)函數(shù)有一個(gè)相應(yīng)的對(duì)close(_:)函數(shù)的調(diào)用。
  • enum和ErroyType配對(duì)使用,推薦。拋出異常,指明錯(cuò)誤原因,在網(wǎng)絡(luò),文件,數(shù)據(jù)庫(kù)等涉及資源相關(guān)概念的場(chǎng)景適合使用
  • defer關(guān)鍵字,強(qiáng)烈推薦使用。文件打開,馬上寫上關(guān)閉,成對(duì)出現(xiàn)。這是一種好的編程習(xí)慣。
  • guard和throw配對(duì)使用,推薦。先檢查條件,再往下執(zhí)行具體任務(wù)。
  • do - try - catch結(jié)構(gòu)和其他的try-catch-finally結(jié)構(gòu)是不一樣的
  • try?是一種簡(jiǎn)化寫法,不推薦用。直接用可選類型的普通函數(shù)就好了,函數(shù)定義時(shí)就不要加throw關(guān)鍵字了。
  • try!強(qiáng)烈不推薦使用,用try?代替
  • Swift整體的錯(cuò)誤處理的思路還是值得肯定的。首先,錯(cuò)誤處理拋出異常會(huì)打斷程序的正常執(zhí)行順序,所以并不推薦經(jīng)常使用,所以要加throw、try等關(guān)鍵字,增加使用麻煩度。其次,在真正需要使用拋出異常的地方,位置信息更加精確。最后,將枚舉和協(xié)議的概念引入,讓錯(cuò)誤信息的表達(dá)更加方便。
  • Object-C是使用NSError來(lái)處理錯(cuò)誤的,沒(méi)有異常拋出過(guò)程,使用時(shí)要傳地址&,這是C語(yǔ)言常見的錯(cuò)誤處理過(guò)程。這樣的好處是程序的執(zhí)行流程不會(huì)被打斷,錯(cuò)誤信息可以存儲(chǔ),信息是否使用,由調(diào)用者決定。
  • 兩種錯(cuò)誤處理方式各有優(yōu)缺點(diǎn),在Swift中,還是推薦Swift特有的錯(cuò)誤處理方式,還算是比較好用好理解的。
  • 一般情況下,可選類型就足夠表達(dá)意思了;在需要處理錯(cuò)誤信息的場(chǎng)合,才考慮引入錯(cuò)誤處理機(jī)制。比如文件讀寫,網(wǎng)絡(luò),數(shù)據(jù)庫(kù)等等。
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