错误处理(Error Handling)


2.0 翻译+校对:lyojo

错误处理是响应错误以及从错误中返回的过程。swift提供第一类错误支持,包括在运行时抛出,捕获,传送和控制可回收错误。

一些函数和方法不能总保证能够执行所有代码或产生有用的输出。可空类型用来表示值可能为空,但是当函数执行失败的时候,可空通常可以用来确定执行失败的原因,因此代码可以正确地响应失败。在Swift中,这叫做抛出函数或者抛出方法。

举个例子,考虑到一个从磁盘上的一个文件读取以及处理数据的任务,有几种情况可能会导致这个任务失败,包括指定路径的文件不存在,文件不具有可读属性,或者文件没有被编码成合适的格式。区分这些错误可以让程序解决并且修复这些错误,并且,如果可能的话,把这些错误报告给用户。

> 注意: Swift中的错误处理涉及到错误处理样式,这会用到Cocoa中的NSError和Objective-C。更多信息请参见:Using Swift with Cocoa and Objective-C中的错误处理

错误的表示:

在Swift中,错误用符合ErrorType协议的值表示。 Swift枚举特别适合把一系列相关的错误组合在一起,同时可以把一些相关的值和错误关联在一起。因此编译器会为实现ErrorType协议的Swift枚举类型自动实现相应合成。

比如说,你可以这样表示操作自动贩卖机会出现的错误:

enum VendingMachineError: ErrorType {
    case InvalidSelection
    case InsufficientFunds(required: Double)
    case OutOfStock
}

在这种情况下,自动贩卖机可能会因为以下原因失败: 请求的物品不存在,用InvalidSelection表示。 请求的物品的价格高于已投入金额,用InsufficientFunds表示。相关的双精度值表示还需要多少钱来完成此次交易。 请求的物品已经卖完了,用OutOfStock表示。

错误抛出 通过在函数或方法声明的参数后面加上throws关键字,表明这个函数或方法可以抛出错误。如果指定一个返回值,可以把throws关键字放在返回箭头(->)的前面。除非明确地指出,一个函数,方法或者闭包就不能抛出错误。

func canThrowErrors() throws -> String

func cannotThrowErrors() -> String

在抛出函数体的任意一个地方,可以通过throw语句抛出错误。在下面的例子中,如果请求的物品不存在,或者卖完了,或者超出投入金额,vend(itemNamed:)函数会抛出一个错误:

struct Item {
    var price: Double
    var count: Int
}

var inventory = [
    "Candy Bar": Item(price: 1.25, count: 7),
    "Chips": Item(price: 1.00, count: 4),
    "Pretzels": Item(price: 0.75, count: 11)
]
var amountDeposited = 1.00

func vend(itemNamed name: String) throws {
    guard var item = inventory[name] else {
        throw VendingMachineError.InvalidSelection
    }

    guard item.count > 0 else {
        throw VendingMachineError.OutOfStock
    }

    if amountDeposited >= item.price {
        // Dispense the snack
        amountDeposited -= item.price
        --item.count
        inventory[name] = item
    } else {
        let amountRequired = item.price - amountDeposited
        throw VendingMachineError.InsufficientFunds(required:     amountRequired)
    }
}

首先,guard语句用来把绑定item常量和count变量到在库存中对应的值。如果物品不在库存中,将会抛出InvalidSelection错误。然后,物品是否可获取有物品的剩余数量决定。如果count小于等于0,将会抛出OutOfStock错误。最后,把请求物品的价格和已经投入的金额进行比较,如果如果投入的金额大于物品的价格,将会从投入的金额从减去物品的价格,然后库存中该物品的数量减1,然后返回请求的物品。否则,将会计算还需要多少钱,然后把这个值作为InsufficientFunds错误的关联值。因为throw语句会马上改变程序流程,当所有的购买条件(物品存在,库存足够以及投入金额足够)都满足的时候,物品才会出售。

当调用一个抛出函数的时候,在调用前面加上try。这个关键字表明函数可以抛出错误,而且在try后面代码将不会执行。

let favoriteSnacks = [
    "Alice": "Chips",
    "Bob": "Licorice",
    "Eve": "Pretzels",
]
func buyFavoriteSnack(person: String) throws {
    let snackName = favoriteSnacks[person] ?? "Candy Bar"
    try vend(itemNamed: snackName)
}

buyFavoriteSnack(_:) 函数查找某个人的最喜欢的零食,然后尝试买给他。如果这个人在列表中没有喜欢的零食,就会购买Candy Bar。这个函数会调用vend函数,vend函数可能会抛出错误,所以在vend前面加上了try关键字。因为buyFavoriteSnack函数也是一个抛出函数,所以vend函数抛出的任何错误都会向上传递到buyFavoriteSnack被调用的地方。

捕捉和处理错误

使用do-catch语句来就捕获和处理错误

do {

    try function that throws

    statements

} catch pattern {

    statements

}

如果一个错误被抛出了,这个错误会被传递到外部域,直到被一个catch分句处理。一个catch分句包含一个catch关键字,跟着一个pattern来匹配错误和相应的执行语句。

类似switch语句,编译器会检查catch分句是否能够处理全部错误。如果能够处理所有错误情况,就认为这个错误被完全处理。否者,包含这个抛出函数的所在域就要处理这个错误,或者包含这个抛出函数的函数也用throws声明。为了保证错误被处理,用一个带patterncatch分句来匹配所有错误。如果一个catch分句没有指定样式,这个分句会匹配并且绑定任何错误到一个本地error常量。更多关于pattern的信息,参见模式

do {    
    try vend(itemNamed: "Candy Bar")    
    // Enjoy delicious snack    
} catch VendingMachineError.InvalidSelectio {
    print("Invalid Selection")
} catch VendingMachineError.OutOfStock {
    print("Out of Stock.")
} catch VendingMachineError.InsufficientFunds(let     amountRequired) {
    print("Insufficient funds. Please insert an additional $\(amountRequired).")
}

在上面的例子中,vend(itemNamed:) 函数在try表达式中被调用,因为这个函数会抛出错误。如果抛出了错误,程序执行流程马上转到catch分句,在catch分句中确定错误传递是否继续传送。如果没有抛出错误,将会执行在do语句中剩余的语句。

注意:Swift中的错误处理和其他语言中的异常处理很像,使用了trycatchthrow关键字。但是和这些语言——包括Objective-C——不同的是,Swift不会展开调用堆栈,那会带来很大的性能损耗。因此,在Swift中throw语句的性能可以做到几乎和return语句一样。

禁止错误传播

在运行时,有几种情况抛出函数事实上是不会抛出错误的。在这几种情况下,你可以用forced-try表达式来调用抛出函数或方法,即使用try!来代替try

通过try!来调用抛出函数或方法禁止了错误传送,并且把调用包装在运行时断言,这样就不会抛出错误。如果错误真的抛出了,会触发运行时错误。

func willOnlyThrowIfTrue(value: Bool) throws {
    if value { throw someError }
}

do {
    try willOnlyThrowIfTrue(false)
} catch {
    // Handle Error
}

try! willOnlyThrowIfTrue(false)

收尾操作

使用defer语句来在执行一系列的语句。这样不管有没有错误发生,都可以执行一些必要的收尾操作。包括关闭打开的文件描述符以及释放所有手动分配的内存。

defer语句把执行推迟到退出当前域的时候。defer语句包括defer关键字以及后面要执行的语句。被推迟的语句可能不包含任何将执行流程转移到外部的代码,比如break或者return语句,或者通过抛出一个错误。被推迟的操作的执行的顺序和他们定义的顺序相反,也就是说,在第一个defer语句中的代码在第二个defer语句中的代码之后执行。

func processFile(filename: String) throws {
    if exists(filename) {
        let file = open(filename)
        defer {
            close(file)
        }
        while let line = try file.readline() {
            // Work with the file.
        }
        // close(file) is called here, at the end of the scope.
    }
}

上面这个例子使用了defer语句来保证open有对应的close。这个调用不管是否有抛出都会执行。