C#异常概述[编辑 | 编辑源代码]

异常（Exception）是C#编程中用于处理程序运行时错误的一种机制。当程序执行过程中遇到意外情况（如除以零、空引用、文件不存在等）时，会抛出（throw）异常。通过捕获（catch）和处理这些异常，开发者可以编写更健壮的代码，避免程序崩溃。

异常的基本概念[编辑 | 编辑源代码]

在C#中，异常是System.Exception类或其派生类的实例。异常处理的核心结构包括：

try：包含可能抛出异常的代码块。
catch：捕获并处理特定类型的异常。
finally：无论是否发生异常都会执行的代码块（常用于资源清理）。

异常层次结构[编辑 | 编辑源代码]

异常处理语法[编辑 | 编辑源代码]

以下是基本的异常处理语法示例：

try
{
    // 可能抛出异常的代码
    int divisor = 0;
    int result = 10 / divisor;
}
catch (DivideByZeroException ex)
{
    Console.WriteLine($"错误：{ex.Message}");
}
finally
{
    Console.WriteLine("无论是否发生异常都会执行");
}

输出：

错误：Attempted to divide by zero.
无论是否发生异常都会执行

常见异常类型[编辑 | 编辑源代码]

C#中预定义的常见异常包括：

异常类型	描述
NullReferenceException	尝试访问null对象的成员时抛出
ArgumentException	方法的参数无效时抛出
IndexOutOfRangeException	数组索引越界时抛出
FileNotFoundException	尝试访问不存在的文件时抛出
FormatException	格式转换失败时抛出（如将字符串转换为数字）

自定义异常[编辑 | 编辑源代码]

开发者可以创建自定义异常类：

public class InsufficientFundsException : Exception
{
    public decimal CurrentBalance { get; }
    public decimal RequiredAmount { get; }

    public InsufficientFundsException(decimal currentBalance, decimal requiredAmount)
        : base($"余额不足。当前余额：{currentBalance}，需要金额：{requiredAmount}")
    {
        CurrentBalance = currentBalance;
        RequiredAmount = requiredAmount;
    }
}

// 使用示例
try
{
    throw new InsufficientFundsException(100m, 200m);
}
catch (InsufficientFundsException ex)
{
    Console.WriteLine(ex.Message);
}

输出：

余额不足。当前余额：100，需要金额：200

异常处理最佳实践[编辑 | 编辑源代码]

1. 具体异常优先：先捕获具体的异常类型，最后捕获通用的Exception 2. 避免空的catch块：至少要记录异常信息 3. 使用finally释放资源：如文件流、数据库连接等 4. 不要用异常控制流程：异常处理应只用于真正的异常情况 5. 保留原始异常：使用InnerException属性保留原始异常信息

多层异常处理示例[编辑 | 编辑源代码]

try
{
    try
    {
        File.ReadAllText("nonexistent.txt");
    }
    catch (FileNotFoundException ex)
    {
        throw new ApplicationException("文件操作失败", ex);
    }
}
catch (ApplicationException ex)
{
    Console.WriteLine($"当前异常：{ex.Message}");
    Console.WriteLine($"内部异常：{ex.InnerException?.Message}");
}

输出：

当前异常：文件操作失败
内部异常：Could not find file 'nonexistent.txt'.

数学公式示例[编辑 | 编辑源代码]

在某些情况下，异常可能与数学运算相关。例如，计算平方根时：

$\sqrt{x} 当 x < 0 时会抛出 ArgumentException$

性能考虑[编辑 | 编辑源代码]

异常处理会带来性能开销，因此：

对于可预见的错误条件（如用户输入验证），应使用条件检查而非异常
在性能关键的代码路径中避免频繁抛出异常

总结[编辑 | 编辑源代码]

C#异常处理机制提供了结构化的方式来处理运行时错误。通过合理使用try-catch-finally结构、创建自定义异常以及遵循最佳实践，开发者可以编写出更健壮、更易维护的代码。记住，异常应该用于异常情况，而不应该替代正常的程序流程控制。