Wyjątki — throw, finally i własne typy błędów

Czego się dziś nauczysz

Przygotowanie: lekcje 01–34. Przewidywany czas: 45–90 minut z zadaniami. Przykłady wymagają .NET 8 lub nowszego, z włączonymi ImplicitUsings i Nullable.

Kiedy wyjątek, a kiedy zwykły warunek

Z lekcji 34 wiesz, że dane od użytkownika sprawdzamy warunkiem i metodą TryParse. Wyjątki są do czegoś innego: do sytuacji, w których metoda nie może wykonać swojego zadania i nie ma sensownej wartości do zwrócenia.

try, catch i finally

try
{
    string tresc = File.ReadAllText("dane.txt");
    int liczba = int.Parse(tresc);
    Console.WriteLine(100 / liczba);
}
catch (FileNotFoundException ex)          // najbardziej szczegolowy - pierwszy
{
    Console.WriteLine($"Brak pliku: {ex.FileName}");
}
catch (FormatException)
{
    Console.WriteLine("Plik nie zawiera liczby calkowitej.");
}
catch (DivideByZeroException)
{
    Console.WriteLine("W pliku jest zero - nie moge dzielic.");
}
catch (Exception ex)                      // siatka bezpieczenstwa - ostatnia
{
    Console.WriteLine($"Nieoczekiwany blad: {ex.Message}");
}
finally
{
    Console.WriteLine("Ten blok wykona sie zawsze.");
}

• catch sprawdzane są po kolei, od góry. Pierwszy pasujący typ obsługuje wyjątek, reszta jest pomijana.
• Dlatego catch (Exception) musi być ostatni — postawiony wyżej przechwyci wszystko i zasłoni pozostałe bloki. Kompilator zgłosi to jako błąd CS0160.
• finally wykonuje się i po sukcesie, i po wyjątku, i po return — służy do sprzątania. Nie działa po zakończeniu procesu ani po odcięciu zasilania.
• Obiekt wyjątku (ex) ma m.in. Message (opis dla człowieka), StackTrace (gdzie powstał) i InnerException (przyczyna źródłowa).

Filtr when

catch (IOException ex) when (ex.Message.Contains("dysk"))
{
    Console.WriteLine("Problem z dyskiem.");
}

Blok złapie wyjątek tylko wtedy, gdy warunek jest prawdziwy. W przeciwnym razie wyjątek leci dalej, jakby tego catch nie było.

throw — zgłaszanie własnych błędów

Metoda, która dostała dane niemożliwe do przetworzenia, powinna powiedzieć o tym głośno, a nie zwracać zero albo -1.

static double PoleProstokata(double a, double b)
{
    if (a <= 0)
    {
        throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(a), "Bok musi byc dodatni.");
    }
    if (b <= 0)
    {
        throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(b), "Bok musi byc dodatni.");
    }

    return a * b;
}

Operator nameof(a) wstawia nazwę parametru jako tekst. Gdy zmienisz nazwę parametru, komunikat zmieni się razem z nim — inaczej niż wpisany ręcznie napis.

throw; kontra throw ex;

try
{
    Zapisz();
}
catch (IOException)
{
    Console.WriteLine("Zapis sie nie udal, przekazuje dalej.");
    throw;        // TAK - zachowuje miejsce, w ktorym wyjatek powstal
    // throw ex;  // NIE - kasuje slad stosu i wskaze te linie
}

Przykład: bezpieczny kalkulator średniej

class Program
{
    static double Srednia(int[] oceny)
    {
        if (oceny == null)
        {
            throw new ArgumentNullException(nameof(oceny));
        }
        if (oceny.Length == 0)
        {
            throw new ArgumentException("Tablica ocen nie moze byc pusta.", nameof(oceny));
        }

        int suma = 0;
        foreach (int o in oceny)
        {
            if (o < 1 || o > 6)
            {
                throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(oceny), $"Ocena {o} jest spoza zakresu 1-6.");
            }
            suma += o;
        }

        return (double)suma / oceny.Length;
    }

    static void Pokaz(int[] dane, string opis)
    {
        try
        {
            Console.WriteLine($"{opis}: {Srednia(dane):F2}");
        }
        catch (ArgumentException ex)
        {
            Console.WriteLine($"{opis}: odrzucone - {ex.Message}");
        }
        finally
        {
            Console.WriteLine($"{opis}: sprawdzanie zakonczone.");
        }
    }

    static void Main()
    {
        Pokaz(new int[] { 5, 4, 3 }, "poprawne");
        Pokaz(new int[0], "puste");
        Pokaz(new int[] { 5, 9 }, "spoza zakresu");
    }
}

poprawne: 4,00
poprawne: sprawdzanie zakonczone.
puste: odrzucone - Tablica ocen nie moze byc pusta. (Parameter 'oceny')
puste: sprawdzanie zakonczone.
spoza zakresu: odrzucone - Ocena 9 jest spoza zakresu 1-6. (Parameter 'oceny')
spoza zakresu: sprawdzanie zakonczone.

Co dzieje się po kolei

• ArgumentNullException i ArgumentOutOfRangeException dziedziczą po ArgumentException, więc jeden catch obsługuje wszystkie trzy przypadki.
• Środowisko samo dokleja do komunikatu nazwę parametru — stąd fragment (Parameter 'oceny').
• finally wykonuje się w każdym z trzech wywołań, także tam, gdzie wszystko się udało.
• Metoda licząca średnią nic nie wypisuje. Za komunikaty odpowiada Pokaz — obliczenie i prezentacja to dwie różne odpowiedzialności.

Własny typ wyjątku (po lekcji 45)

Ta część korzysta z dziedziczenia, które poznasz w lekcji 45. Wróć do niej wtedy — albo przeczytaj teraz i potraktuj jako zapowiedź.

Gdy w programie pojawia się błąd charakterystyczny dla twojej dziedziny — „uczeń o tym numerze już istnieje”, „zbyt mało punktów” — warto mieć dla niego osobny typ. Wystarczy klasa dziedzicząca po Exception:

class BladDanychException : Exception
{
    public int NumerWiersza { get; }

    public BladDanychException(int numerWiersza, string komunikat)
        : base(komunikat)
    {
        NumerWiersza = numerWiersza;
    }
}

try
{
    throw new BladDanychException(7, "Brak srednika w wierszu.");
}
catch (BladDanychException ex)
{
    Console.WriteLine($"Wiersz {ex.NumerWiersza}: {ex.Message}");
}

Zapis : base(komunikat) przekazuje tekst do konstruktora klasy Exception, dzięki czemu właściwość Message działa jak w wyjątkach wbudowanych. Własna właściwość NumerWiersza niesie informację, której żaden wbudowany typ nie ma.

Zestawienie elementów

Na co uważać

Zadania

Co trzeba zapamiętać

• Wyjątek zgłaszamy, gdy metoda nie może wykonać zadania; dane od użytkownika sprawdzamy warunkiem i TryParse.
• Bloki catch sprawdzane są od góry — od szczegółowych do ogólnych, catch (Exception) zawsze ostatni.
• finally wykonuje się zawsze przy wyjściu z try, także po return.
• throw new ArgumentException(...) z nameof daje komunikat, który nie zestarzeje się po zmianie nazwy parametru.
• throw; przekazuje wyjątek dalej z zachowaniem śladu stosu; throw ex; ten ślad kasuje.
• Pusty catch ukrywa błąd przed tobą, nie przed użytkownikiem.

Dokumentacja: Microsoft Learn — temat tej lekcji.