C# 异常处理详解

一、什么是异常

异常（Exception）：程序运行过程中出现的非预期错误，比如除0、数组越界、空引用、文件不存在等。
C# 中所有异常都派生自 System.Exception 基类，属于运行时错误，语法错误编译阶段就会拦截。

常见系统内置异常

异常类	说明
NullReferenceException	空引用异常（对象为null却调用成员）
IndexOutOfRangeException	数组/集合下标越界
DivideByZeroException	整数除以0
FileNotFoundException	文件未找到
ArgumentNullException	方法传入null参数

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二、C# 异常处理核心关键字

C# 使用 try、catch、finally、throw 四大关键字处理异常。

1. try-catch 基础结构

作用：监控可能出错的代码，捕获异常并处理，避免程序直接崩溃。

using System;

class Program
{
    static void Main()
    {
        try
        {
            // 可能出现异常的代码
            int a = 10;
            int b = 0;
            int res = a / b; // 触发除0异常
            Console.WriteLine("执行正常");
        }
        catch (DivideByZeroException ex)
        {
            // 捕获并处理 指定类型异常
            Console.WriteLine($"捕获到除0异常：{ex.Message}");
        }

        Console.WriteLine("程序继续运行...");
    }
}

2. 多 catch 块（捕获多种异常）

多个catch从上到下匹配，先写子类异常，后写父类异常，顺序不能颠倒。

try
{
    int[] arr = { 1, 2, 3 };
    arr[5] = 10; // 数组越界
}
catch (IndexOutOfRangeException ex)
{
    Console.WriteLine($"数组越界：{ex.Message}");
}
catch (NullReferenceException ex)
{
    Console.WriteLine($"空引用：{ex.Message}");
}
catch (Exception ex)
{
    // 万能捕获：所有异常的父类，放最后
    Console.WriteLine($"未知异常：{ex.Message}");
}

3. try-catch-finally 结构

finally 特点：无论是否发生异常，代码一定会执行。
适用场景：释放资源（关闭文件、数据库连接、网络流）。

try
{
    Console.WriteLine("执行业务代码");
    int num = 1 / 0;
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine($"异常：{ex.Message}");
}
finally
{
    // 必定执行，用于资源释放
    Console.WriteLine("finally 资源释放");
}

4. try-finally（无catch）

只监控代码、释放资源，不捕获异常，异常会继续向上抛出。

try
{
    // 可能出错代码
}
finally
{
    // 释放资源
}

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三、throw 抛出异常

1. 主动抛出系统异常

手动触发异常，用于参数校验、逻辑拦截。

static void CheckAge(int age)
{
    if (age < 0)
    {
        // 主动抛出参数异常
        throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(age), "年龄不能为负数");
    }
    Console.WriteLine($"年龄合法：{age}");
}

// 调用
try
{
    CheckAge(-5);
}
catch (ArgumentOutOfRangeException ex)
{
    Console.WriteLine(ex.Message);
}

2. 异常向上传递（throw 单独使用）

在catch中使用 throw; 可把当前异常继续向上抛出，交由上层调用者处理。

static void Test()
{
    try
    {
        int a = 1 / 0;
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine("内层捕获，继续上抛");
        throw; // 异常向上传递
    }
}

static void Main()
{
    try
    {
        Test();
    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine("外层捕获：" + ex.Message);
    }
}

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四、Exception 常用属性

异常对象ex常用成员，用于排查错误：

try
{
    int a = 1 / 0;
}
catch (Exception ex)
{
    Console.WriteLine($"异常描述：{ex.Message}");      // 错误简要信息
    Console.WriteLine($"异常来源：{ex.Source}");      // 出错程序集
    Console.WriteLine($"调用栈：{ex.StackTrace}");    // 报错代码位置（排错核心）
    Console.WriteLine($"内部异常：{ex.InnerException}"); // 嵌套异常
}

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五、自定义异常（重点）

当系统内置异常无法满足业务需求时，自定义异常类，规范业务报错。

步骤

1. 新建类，继承自 Exception
2. 实现三个构造函数（C# 规范写法）

示例：自定义业务异常

// 自定义用户操作异常
public class UserOperationException : Exception
{
    // 无参构造
    public UserOperationException() { }

    // 带错误信息构造
    public UserOperationException(string message) : base(message) { }

    // 错误信息 + 内部异常（异常嵌套）
    public UserOperationException(string message, Exception innerEx) 
        : base(message, innerEx) { }
}

// 使用自定义异常
class Program
{
    static void Login(string userName)
    {
        if (string.IsNullOrEmpty(userName))
        {
            // 抛出自定义异常
            throw new UserOperationException("用户名不能为空！");
        }
        Console.WriteLine("登录成功");
    }

    static void Main()
    {
        try
        {
            Login("");
        }
        catch (UserOperationException ex)
        {
            Console.WriteLine($"业务异常：{ex.Message}");
        }
    }
}

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六、异常处理最佳实践（面试/开发常用）

1. 不要滥用 try-catch
   正常逻辑不要加捕获，只处理可预见的异常。
2. 精准捕获异常
   优先捕获具体异常，少直接用 catch(Exception) 一网打尽。
3. 资源释放写在 finally
   文件、数据库、网络连接必须在finally关闭。
4. 不要空 catch
   catch{} 隐藏错误，难以排错，禁止使用。
5. 异常分层处理
   底层抛出异常，上层统一捕获、日志记录、友好提示。
6. 自定义异常用于业务场景
   区分系统错误和业务错误，便于维护。

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七、补充：checked / unchecked 溢出检查

针对数值溢出异常：

• checked：开启溢出检查，溢出直接抛 OverflowException
• unchecked：关闭溢出检查（默认）

// 开启溢出检测
checked
{
    int max = int.MaxValue;
    max++; // 抛出溢出异常
}

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笔记总结

1. 四大关键字：try(监控)、catch(捕获)、finally(释放资源)、throw(抛异常)
2. 异常继承链：所有异常 → Exception
3. 多catch遵循先子类、后父类
4. finally 必执行，专用于资源回收
5. 业务场景推荐自定义异常，代码更规范
6. 开发原则：精准捕获、不吞异常、合理抛异常