编辑“︁C Sharp 异常处理策略”︁（章节）

= C#异常处理策略 =

异常处理是C#编程中确保程序健壮性和可靠性的核心机制。本指南将系统讲解C#异常处理的最佳实践，涵盖基础概念到高级策略，并提供实际应用案例。

== 1. 异常处理基础 ==

'''异常（Exception）'''是程序运行时发生的意外情况，可能由以下原因导致：
* 无效的用户输入
* 文件/网络资源不可用
* 内存不足
* 编程逻辑错误

C#使用'''try-catch-finally'''结构处理异常：

<syntaxhighlight lang="csharp">
try {
    // 可能抛出异常的代码
    int.Parse("abc"); // 格式错误
}
catch (FormatException ex) {
    Console.WriteLine($"输入格式错误: {ex.Message}");
}
finally {
    Console.WriteLine("清理资源执行区");
}
</syntaxhighlight>

输出：
<pre>
输入格式错误: Input string was not in a correct format.
清理资源执行区
</pre>

== 2. 异常类型层次 ==

<mermaid>
classDiagram
    class Object
    class Exception {
        +string Message
        +string StackTrace
        +Exception InnerException
    }
    Object <|-- Exception
    Exception <|-- SystemException
    Exception <|-- ApplicationException
    SystemException <|-- ArgumentException
    SystemException <|-- NullReferenceException
    SystemException <|-- IndexOutOfRangeException
</mermaid>

关键异常类型：
* '''System.Exception'''：所有异常的基类
* '''System.SystemException'''：CLR抛出的系统级异常
* '''System.ApplicationException'''：用户自定义异常的基类（不推荐继承）

== 3. 最佳实践策略 ==

=== 3.1 精确捕获异常 ===
避免捕获基类Exception，应捕获具体异常类型：

<syntaxhighlight lang="csharp">
// 不推荐
try { /* 代码 */ } 
catch (Exception ex) { /* 处理所有异常 */ }

// 推荐做法
try {
    File.ReadAllText("missing.txt");
}
catch (FileNotFoundException ex) {
    Console.WriteLine("文件未找到，请检查路径");
}
catch (IOException ex) {
    Console.WriteLine("IO错误: " + ex.Message);
}
</syntaxhighlight>

=== 3.2 异常筛选器（C# 6+） ===
使用when关键字添加条件判断：

<syntaxhighlight lang="csharp">
try {
    ConnectToDatabase();
}
catch (SqlException ex) when (ex.Number == 1205) {
    // 处理死锁特定错误
    RetryOperation();
}
catch (SqlException ex) {
    LogError(ex);
    throw; // 重新抛出
}
</syntaxhighlight>

=== 3.3 资源清理模式 ===
使用'''using'''语句自动释放IDisposable资源：

<syntaxhighlight lang="csharp">
using (var stream = new FileStream("data.txt", FileMode.Open))
{
    // 使用stream对象
} // 自动调用Dispose()
</syntaxhighlight>

等效于：
<syntaxhighlight lang="csharp">
FileStream stream = null;
try {
    stream = new FileStream("data.txt", FileMode.Open);
    // 使用stream
}
finally {
    stream?.Dispose();
}
</syntaxhighlight>

== 4. 自定义异常 ==

创建自定义异常应继承自Exception类：

<syntaxhighlight lang="csharp">
public class InventoryException : Exception
{
    public int ItemId { get; }
    
    public InventoryException(int itemId, string message) 
        : base(message) => ItemId = itemId;
}

// 使用示例
try {
    if (stockCount <= 0)
        throw new InventoryException(123, "库存不足");
}
catch (InventoryException ex) {
    Console.WriteLine($"商品{ex.ItemId}异常: {ex.Message}");
}
</syntaxhighlight>

== 5. 性能考量 ==

异常处理开销较大，应避免：
* 使用异常控制正常流程
* 在频繁调用的代码中捕获异常

优化方案：
<syntaxhighlight lang="csharp">
// 使用Try模式替代异常
if (int.TryParse(input, out var number)) {
    // 成功处理
}
else {
    // 处理无效输入
}
</syntaxhighlight>

== 6. 实际案例：Web API异常处理 ==

ASP.NET Core中的全局异常处理：

<syntaxhighlight lang="csharp">
// 自定义异常中间件
public class ExceptionMiddleware
{
    public async Task InvokeAsync(HttpContext context, RequestDelegate next)
    {
        try {
            await next(context);
        }
        catch (ValidationException ex) {
            context.Response.StatusCode = 400;
            await context.Response.WriteAsJsonAsync(new {
                Error = "验证失败",
                Details = ex.Errors
            });
        }
        catch (Exception ex) {
            // 记录日志
            Log.Error(ex, "全局异常");
            
            context.Response.StatusCode = 500;
            await context.Response.WriteAsJsonAsync(new {
                Error = "系统错误",
                RequestId = context.TraceIdentifier
            });
        }
    }
}
</syntaxhighlight>

== 7. 异常处理数学建模 ==

异常处理概率模型：
<math>
P(\text{系统稳定}) = 1 - \sum_{i=1}^{n} P(\text{异常}_i) \times (1 - P(\text{处理成功}_i))
</math>
其中：
* <math>P(\text{异常}_i)</math>：第i类异常发生概率
* <math>P(\text{处理成功}_i)</math>：对该异常的成功处理概率

== 总结 ==

{| class="wikitable"
|+ 异常处理策略对照表
! 场景 !! 推荐做法 !! 避免做法
|-
| 资源管理 | using语句/Dispose模式 | 依赖finalizer 
|-
| 预期错误 | Try模式（如TryParse） | 使用异常控制流程
|-
| 不可恢复错误 | 记录日志后终止 | 静默吞没异常
|-
| 跨层传递 | 包装自定义异常 | 暴露底层异常细节
|}

遵循这些策略可显著提高代码的健壮性和可维护性。记住：异常处理的目标不是消除所有异常，而是确保程序在异常情况下能优雅降级或安全终止。

[[Category:编程语言]]
[[Category:C Sharp]]
[[Category:C Sharp 最佳实践]]