73. 异常基础

程序运行时总有”预料之外”：读了一个空字符串去转数字、数组下标越了界、除数是零。这些情况下 C# 会抛出一个异常（exception）。异常处理（exception handling）就是给程序系上”安全带”，让它在出错时不至于直接崩溃。

为什么需要异常处理

在没有异常机制的语言里，程序员通常用”返回错误码”来报告失败——每个方法多返回一个整数，0 代表成功，非 0 代表某种错误。问题在于：错误码很容易被调用方忽略，方法链一长，谁都忘了检查，错误就一路带着走到离源头很远的地方才爆发，那时早已无从查起。

C# 的异常机制反其道而行：一旦出错就”中断当前流程、一路向上冒”，除非有人显式接住。这逼着错误无法被悄悄忽略——要么你处理它，要么程序明确停下并给出堆栈。换句话说，异常让”出错了”这件事想藏都藏不住。

try / catch / finally 三件套

异常处理的三个关键字是 try、catch、finally：

1. try：把”可能出错”的代码包起来。
2. catch：出错时接管，决定怎么处理。
3. finally：不管出没出错，都一定会执行，常用来释放资源。

namespace CSharpDemo;

int Divide(int a, int b) => a / b;

try
{
    int result = Divide(10, 0);
    Console.WriteLine(result);
}
catch (DivideByZeroException ex)
{
    Console.WriteLine($"出错：{ex.Message}");
}
finally
{
    Console.WriteLine("无论是否出错，这里都会执行");
}

捕获具体的异常类型

catching 时要写清楚”捕获哪一类异常”。C# 里所有异常都源自 System.Exception，但更推荐捕获具体类型，比如除零是 DivideByZeroException、格式错误是 FormatException。

namespace CSharpDemo;

string input = "不是数字";
try
{
    int n = int.Parse(input);
    Console.WriteLine(n);
}
catch (FormatException)
{
    Console.WriteLine("输入的不是合法整数");
}

异常的传播：沿调用栈向上冒泡

实际项目里，异常往往不是直接抛在你写的 try 里，而是在更深的方法中。CLR 会沿着调用栈（call stack）一层层往上找能接住的 catch；找到就停下，找不到就让程序终止。

namespace CSharpDemo;

void Level3() => int.Parse("abc");   // 这里抛出 FormatException
void Level2() => Level3();
void Level1() => Level2();

try
{
    Level1();
}
catch (FormatException ex)
{
    Console.WriteLine($"在顶层捕获：{ex.Message}");
}

这段代码的异常从 Level3 冒到 Level2、Level1，最后被最外层的 catch 接住。这就是”栈展开（stack unwinding）”。

finally：不管怎样都要收尾

有些动作必须执行，比如关掉打开的文件、释放连接。finally 就是干这个的——即使 try 里 return 了、抛异常了，它也会跑。

namespace CSharpDemo;

try
{
    Console.WriteLine("尝试打开资源");
    throw new InvalidOperationException("模拟故障");
}
finally
{
    Console.WriteLine("释放资源（一定会执行）");
}

异常里有什么信息

每个异常对象都带着有用的诊断信息：Message 是文字描述，StackTrace 是出错时的调用路径。调试时看 StackTrace，能直接定位到哪一行炸了。

namespace CSharpDemo;

try
{
    int.Parse("x");
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine($"消息：{ex.Message}");
    Console.WriteLine($"堆栈：{ex.StackTrace}");
}

多个 catch：从具体到宽泛

一个 try 可以配多个 catch，把最具体的异常放最前面，最宽泛的（Exception）放最后。CLR 自上而下匹配第一个命中的。

namespace CSharpDemo;

try
{
    int.Parse(Console.ReadLine());
}
catch (FormatException)
{
    Console.WriteLine("格式不对");
}
catch (OverflowException)
{
    Console.WriteLine("数字太大或太小");
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine($"其他错误：{ex.Message}");
}

异常过滤器：catch 时加 when（C# 6）

除了按顺序匹配类型，还可以用 when 在 catch 上加条件，只有条件成立才接住。这样能在”同一类型”里按细节分流处理。

namespace CSharpDemo;

try
{
    int.Parse("abc");
}
catch (FormatException ex) when (ex.Message.Contains("abc"))
{
    Console.WriteLine("是因为含字母导致的格式错误");
}
catch (FormatException)
{
    Console.WriteLine("其它格式错误");
}

常见内置异常一览

异常	触发场景
NullReferenceException	对 null 调用成员
ArgumentNullException	参数为 null（应主动抛）
ArgumentOutOfRangeException	参数超出允许范围
FormatException	字符串格式无法解析
IndexOutOfRangeException	数组下标越界
InvalidOperationException	对象状态不允许该操作
DivideByZeroException	整数除以零

catch 也可以不接变量

如果只关心”出错了要做什么”，不关心异常细节，catch 后面可以不写变量：

namespace CSharpDemo;

try { int.Parse("x"); }
catch { Console.WriteLine("发生错误"); }

finally 里别再抛异常

finally 的职责是”清理”，本身不应再抛新异常，否则会掩盖原始异常，让排错更乱。清理动作（如关闭文件）尽量简单、用 try 包好。

与其它语言对比

• 对比 C/C++ 的返回码：C# 异常不会被”忘记检查”而悄悄忽略，错误更显眼。
• 对比 Java：两者异常体系相似，C# 不区分”受检（checked）/非受检”异常，写起来更轻，但也更靠自觉去处理。
• 对比 Go：Go 用多返回值 (结果, error) 显式传递错误，C# 用异常中断流程。风格不同，没有对错，习惯即可。

常见疑问解答

问：要不要给每个方法都包 try/catch？ 不要。过度捕获会让代码又臭又长，还容易把该暴露的问题藏起来。只在”能处理错误”或在”程序边界（入口、UI、接口）“做兜底。

问：catch 里什么也不写（空块）行不行？ 强烈不建议。错误被静默吞掉，之后会在更远更诡异的地方爆发。真要忽略也要写注释说明原因，或至少记一行日志。

问：finally 和 return 谁先？ finally 一定先执行完，方法才真正返回。即使在 try 里写了 return，finally 也会抢在返回之前跑。

最佳实践速记

• try 只包”真正可能出错”的最小范围，别把整段逻辑都塞进去。
• 优先捕获具体异常类型，宽泛的 Exception 放最后殿后。
• finally 做必做的清理，别在里面抛新异常。
• 别吞异常，别在每层都捕获。
• 调试看 Message 和 StackTrace，记日志两者都要留。

小结

try 包住可能出错的代码，catch 按具体类型接管，finally 做必做的清理；异常会沿调用栈自动向上传播，无人接住就终止程序。下一章我们反过来学：什么时候该由你主动 throw 把异常抛出去。