深入理解C中的异常处理与调试技巧

### 深入理解 C# 中的异常处理与调试技巧 #### 1. 多异常捕获机制 在处理异常时，我们可以使用多个 `catch` 块来捕获不同类型的异常。以下是一个示例代码： ```csharp 12 } 13 catch (NullReferenceException) { 14 MessageBox.Show("NullReferenceException"); 15 } 16 catch (IndexOutOfRangeException) { 17 MessageBox.Show("IndexOutOfRangeException"); 18 } 19 catch (Exception) { 20 MessageBox.Show("Exception"); 21 } 22 } ``` 在这个示例中，`try` 块中可能会抛出三种潜在的异常，但只会执行其中一行代码，因为一旦抛出异常，就会进入异常处理程序。我们需要注释掉不想抛出异常的代码行，然后运行代码。 这里创建了一个“通用”的异常处理程序（第 19 行），用于捕获其他处理程序未捕获的任何异常。虽然不是必须这样做，但在不确定会抛出哪些异常的情况下，这是一个不错的选择。当捕获到未处理的异常时，可以向用户显示消息、记录异常或进行其他操作。 #### 2. 创建自定义异常 有时需要创建自己的自定义异常。例如，在创建一个类或组件时，可能希望抛出自定义异常。此时，需要创建一个继承自 `ApplicationException` 类的类。`ApplicationException` 类是用户应用程序抛出异常的基异常类（仅适用于非致命异常）。以下是一个创建自定义异常类的示例代码： ```csharp 1 public class UserManException : ApplicationException { 2 private string prstrSource = "UserManException"; 3 4 public override string Message { 5 get { return "This exception was thrown because you . . . "; } 6 } 7 8 public override string Source { 9 get { return prstrSource; } 10 11 set { prstrSource = value; } 12 } 13 } ``` 在这个示例中，重写了两个继承的属性，其他属性和方法则从基类 `ApplicationException` 类继承。这是一个非常简单的异常类，但展示了创建自定义异常类的基本方法。 #### 3. 抛出异常 如果需要抛出异常，可以使用 `throw` 语句。其格式为： ```csharp throw expression; ``` 其中，`expression` 是要抛出的异常。例如，以下代码将抛出一个新的 `IndexOutOfRangeException` 异常： ```csharp throw new IndexOutOfRangeException(); ``` 需要注意的是，异常是用于处理特殊情况的，不要将其用于一般的通信目的，否则会让查看代码的人感到困惑。如果处理的是类，可以创建事件来处理与客户端的通信或使用回调。 #### 4. 处理与数据相关的异常 在处理与数据相关的异常时，遵循不将过多代码放在同一个受保护块中的原则，就可以很容易地找出是哪个与数据相关的过程或对象抛出了异常。以下是一个捕获 `SqlConnection` 类异常的示例代码： ```csharp 1 public void CatchSqlConnectionClassExceptions() { 2 SqlConnection cnnUserMan; 3 4 try { 5 // Instantiate the connection 6 cnnUserMan = new SqlConnection(STR_CONNECTION_STRING + 7 ";Connection Timeout=−1"); 8 } 9 catch (ArgumentException objException) { 10 if (objException.TargetSite.Name == "SetConnectTimeout") { 11 MessageBox.Show(objException.StackTrace); 12 } 13 } 14 } ``` 在这个示例中，尝试使用无效的 `Connection Timeout` 值实例化 `SqlConnection`，这显然会抛出 `ArgumentException` 异常。由于这种异常比较常见，且其他代码行也可能抛出该异常，因此还检查了是否是 `Connection Timeout` 异常（第 10 行）。 常见的数据相关异常包括： - 连接异常，如无效的连接字符串值。 - 列中意外的空值。 - 超时异常，如查询耗时过长、服务器关闭等。 - 查询中包含无效字符，如在字符串比较中未处理撇号。 - 空结果集，导致应用程序逻辑失败。 #### 5. CLR 对异常的处理 CLR 使用受保护的代码块和异常对象来处理异常。当抛出异常时，CLR 会创建一个异常对象，并填充有关异常的信息。每个可执行文件都有一个异常信息表，每个方法在该信息表中都有一个关联的数组，该数组包含有关异常处理的信息。 异常处理过程分为两个步骤： 1. CLR 搜索数组，查找第一个保护当前执行代码行的受保护代码块，该代码块包含与异常关联的异常处理程序和过滤器。 2. 根据是否找到匹配项进行不同处理： - 如果找到匹配项，CLR 创建描述异常的异常对象，然后执行异常抛出代码行与处理异常代码行之间的所有 `finally` 和/或 `fault` 语句。需要注意的是，异常处理程序的顺序非常重要，最内层的异常处理程序总是首先被评估。 - 如果未找到匹配项，将搜索所有调用方法，直到找到匹配项或搜索完整个调用栈。如果仍然未找到匹配项，CLR 将在转储堆栈跟踪后中止应用程序。 以下是 CLR 处理异常的流程图： ```mermaid graph TD; A[异常抛出] --> B[CLR 搜索数组]; B --> C{找到匹配项?}; C -- 是 --> D[创建异常对象]; D --> E[执行 finally/fault 语句]; C -- 否 --> F[搜索调用方法]; F --> G{找到匹配项?}; G -- 是 --> D; G -- 否 --> H[中止应用程序]; ``` #### 6. 使用 Debug 类 `Debug` 类位于 `System.Diagnostics` 命名空间中，可用于在开发过程中调试代码。对 `Debug` 类的方法或属性的调用不会编译到应用程序的发布版本中。 ##### 6.1 启用调试 要使用 `Debug` 类，需要在使用前启用它，有以下几种方法： - **局部启用**：在要使用 `Debug` 类的文件顶部添加以下行： ```csharp #define DEBUG ``` - **全局启用**： - 在命令行编译器命令中添加 `/d:DEBUG` 标志。 - 在项目属性页对话框中指定，如在构建节点的代码生成选项下选择条件编译常量项，并在文本框中添加 `DEBUG` 常量。 此外，还需要在使用 `Debug` 类的文件顶部添加以下语句： ```csharp using System.Diagnostics; ``` ##### 6.2 禁用