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Swift系列十八 - 错误处理

1024星球 2020-11-08
1033

在很多编程语言中都有异常(Exception)处理,Swift官方使用的是错误(Error)来描述的。但两者定义本质是一样的。

一、定义错误

开发过程中常见的错误:

  • 语法错误(编译报错)
  • 逻辑错误
  • 运行时错误(可能会导致闪退,一般也叫做异常)
  • ……

示例代码一:

func divide(_ num1: Int, _ num2: Int) -> Int {
    num1 / num2
}
print(divide(20, 10))
// 输出:2

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上面示例代码正常运行,但是如果把num2
传值为0
,系统就会报错(除数不能为0):

这种情况有两种解决办法:

  1. 返回类型修改为可选类型,如果被除数num2
    0
    ,就返回nil
func divide(_ num1: Int, _ num2: Int) -> Int? {
    if num2 == 0 {
        return nil
    }
    return num1 / num2
}
print(divide(20, 0))
// 输出:nil

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  1. 自定义错误信息,当传入num2
    的值为0
    时报错(相比1,这样可以详细地告知开发者哪里出了错误)。

自定义错误信息步骤:

  • Swift中可以通过Error
    协议自定义运行时的错误信息(Error
    是协议,也就是说枚举、结构体、类都可以定义错误信息)。

  • 函数内部通过throw
    抛出自定义自定义Error
    ,可能会抛出Error
    的函数必须加上throws
    声明

  • 需要使用try
    调用可能会抛出Error
    的函数

示例代码二:

上面代码抛出的异常提示信息时我们自定义的,但是依然报错了,是因为我们只是让编译器能够抛出异常,我们并没有处理异常,程序运行过程中依旧会崩溃。要想程序正常运行,就需要捕获并处理异常。

二、处理Error

处理Error
有两种方式:

  • 通过do-catch
    捕捉Error
  • 不捕捉Error
    ,在当前函数增加throws
    声明,Error
    将自动抛给上层函数

2.1. do-catch

示例代码:

func test() {
    print("1")
    do {
        print("2")
        print(try divide(20, 0))
        print("3")
    } catch let SomeError.illegalArg(msg) {
        print("参数异常:", msg);
    } catch let SomeError.outOfBounds(size, index) {
        print("下标越界:""size=\(size)""index=\(index)")
    } catch SomeError.outOfMemory {
        print("内存溢出");
    } catch {
        print("其他错误")
    }
    print("4")
}
test()
/*
 输出:
 1
 2
 参数异常: 0不能作为除数
 4
 */

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把可能抛出异常的代码放到do
函数体内,后面的catch
类似于switch
case

如果抛出异常后,调用try
异常函数的作用域内后面的代码都不会执行。直接进入catch
的匹配流程。

注意:catch
如果没有自定义变量捕获error
,那么默认会有一个error
变量,在函数体内可以直接使用。

2.2. throws

如果最顶层函数(main
函数)依然没有捕捉Error
,那么程序将终止。

示例代码一(程序崩溃):

func test() throws {
    print("1")
    print(try divide(200, 0))
    print("2")
}
try test()
/*
 输出:
 1
 Fatal error: Error raised at top level: SwiftTestDemo.SomeError.illegalArg("0不能作为除数")
 */

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示例代码二(程序正常):

func test() throws {
    print("1")
    do {
        print("2")
        print(try divide(200, 0))
        print("3")
    } catch let error as SomeError {
        print(error)
    }
    print("4")
}
try test()
/*
 输出:
 1
 2
 illegalArg("0不能作为除数")
 4
 */

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示例代码三(catch不够详细):

catch
一定要能够处理所有情况,所以系统报错提示。

如下正常:

func test() {
    do {
        print(try divide(200, 0))
    } catch is SomeError {
        print("This is error")
    } catch {
        print("Other")
    }
}
test()
// 输出:This is error

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2.3. try?、try!

可以使用try?、try!
调用可能会抛出Error
的函数,这样就不用去处理Error

示例代码一:

func test() {
    var result1 = try? divide(200, 10) // Optional(20), 返回类型是Int?
    var result2 = try? divide(200, 0) // nil
    var result3 = try! divide(200, 10) // 2, 返回值类型是Int
}
test()

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try?
返回可选类型,try!
会隐式解包。

示例代码二:下面代码a和b是等价的:

var a = try? divide(200, 0)
var b: Int?
do {
  b = try divide(200, 0)
} catch {
  b = nil // 可以忽略不写
}

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2.4. rethrows

rethrows
声明:函数本身不会抛出错误,但调用闭包参数抛出错误,那么它会将错误向上抛。

示例代码:

func exec(_ fn:(Int, Int) throws -> Int, _ num1: Int, _ num2: Int) rethrows {
    print(try fn(num1, num2))
}
try exec(divide, 20, 0)
// 输出:Fatal error: Error raised at top level: SwiftTestDemo.SomeError.illegalArg("0不能作为除数"):

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throws
表示函数内部可能会抛出异常,rethrows
表示函数参数可能会抛出异常。

空合并运算符??
的源码用到了rethrows

public func ?? <T>(optional: T?, defaultValue: @autoclosure () throws -> T) rethrows -> T

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区别:rethrows
换成throws
也是可以的,rethrows
的描述更加精确而已,开发者看到该标记会立即想到是函数参数(函数/闭包表达式)调用可能会抛出异常。

2.5. defer

defer
语句:用来定义以任何形式(抛错误、return
等)离开代码块前必须要执行的代码。

特点: defer
语句将延迟至当前作用域结束之前执行。

通过文件管理案例看下如何使用:

// 打开文件(文件名)
func open(_ filename: String) -> (Int, Data) {
    return (0, Data(count: 1024))
}

// 关闭文件(文件id)
func close(_ fileId: Int) {
    print("close")
}

// 处理文件
func processFile(_ filename: String) throws {
    let (fileId, file) = open(filename)
    // 使用file
    // ...
    try divide(20, 0)
    
    close(fileId)
}
try processFile("test.txt")

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上面的示例正常情况下没有问题,如果抛出异常就无法执行close
,代码有可能会OOM
,这时候就需要在抛出异常前执行close
。总之在退出processFile
函数之前必须执行close

使用defer
:

func processFile(_ filename: String) throws {
    let (fileId, file) = open(filename)
    defer {
        close(fileId)
    }
    // 使用file
    // ...
    try divide(20, 0)
}
/*
 输出:
 open
 close
 */

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注意:所有代码一定不要写到异常代码之后,否则抛出异常后不会执行。

defer
语句的执行顺序与定义顺序相反:

func fn1() { print("fn1") }
func fn2() { print("fn2") }
func test() {
    defer { fn1() }
    defer { fn2() }
}
test()
/*
 输出:
 fn2
 fn1
 */

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三、assert(断言)

很多编程语言都有断言机制:不符合指定条件就抛出运行时错误,常用于调试(Debug)阶段的条件判断。

默认情况下,Swift的断言只会在Debug模式下生效,Release模式下会忽略。

示例代码:

func divide(_ num1: Int, _ num2: Int) -> Int {
    assert(num2 != 0, "0不能作为除数")
    return num1 / num2
}
print(divide(20, 0))
// Assertion failed: 0不能作为除数: file SwiftTestDemo/main.swift, line 13

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增加Swift Flags修改断言的默认行为:

  • -assert-config Release
    :强制关闭断言
  • -assert-config Debug
    :强制开启断言

四、fatalError(致命错误)

如果遇到严重问题,希望结束程序运行时,可以直接使用fatalError
函数抛出错误(这是无法通过do-catch
捕捉的错误)。

使用了fatalError
函数,就不需要再写return

func test(_ num: Int) -> Int {
    if num >= 0 {
        return 1
    }
    fatalError("num不能小于0")
}

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在某些不得不实现、但不希望别人调用的方法,可以考虑内部使用fatalError
函数。




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