错误处理(Error handling) 是响应错误以及从错误中恢复的过程。Swift 在运行时提供了抛出、捕获、传递和操作可恢复错误(recoverable errors)的一等支持。
1.表示与抛出错误
在 Swift 中,错误用遵循 Error 协议的类型的值来表示。这个空协议表明该类型可以用于错误处理。
Swift 的枚举类型尤为适合构建一组相关的错误状态,枚举的关联值还可以提供错误状态的额外信息。例如,在游戏中操作自动贩卖机时,你可以这样表示可能会出现的错误状态:
enum VendingMachineError: Error {
case invalidSelection //选择无效
case insufficientFunds(coinsNeeded: Int) //金额不足
case outOfStock //缺货
}
抛出错误使用 throw 语句:
throw VendingMachineError.insufficientFunds(coinsNeeded: 5)
2.处理错误
某个错误被抛出时,附近的某部分代码必须负责处理这个错误,例如纠正这个问题、尝试另外一种方式、或是向用户报告错误。Swift 中有 4 种处理错误的方式:
2.1 用 throwing 函数传递错误
在函数声明的参数之后加上 throws 关键字,表示一个函数、方法或构造器可以抛出错误。一个标有 throws 关键字的函数被称作 throwing 函数。如果这个函数指明了返回值类型,throws 关键词需要写在返回箭头(->)的前面。
func canThrowErrors() throws -> String
func cannotThrowErrors() -> String
一个 throwing 函数可以在其内部抛出错误,并将错误传递到函数被调用时的作用域。
只有
throwing函数可以传递错误。任何在某个非throwing函数内部抛出的错误只能在函数内部处理。
struct Item {
var price: Int
var count: Int
}
class VendingMachine {
var inventory = [
"Candy Bar": Item(price: 12, count: 7),
"Chips": Item(price: 10, count: 4),
"Pretzels": Item(price: 7, count: 11)
]
var coinsDeposited = 0
func vend(itemNamed name: String) throws {
guard let item = inventory[name] else {
throw VendingMachineError.invalidSelection
}
guard item.count > 0 else {
throw VendingMachineError.outOfStock
}
guard item.price <= coinsDeposited else {
throw VendingMachineError.insufficientFunds(coinsNeeded: item.price - coinsDeposited)
}
coinsDeposited -= item.price
var newItem = item
newItem.count -= 1
inventory[name] = newItem
print("Dispensing \(name)")
}
}
因为 vend(itemNamed:) 方法会传递出它抛出的任何错误,在你的代码中调用此方法的地方,必须要么直接处理这些错误——使用 do-catch 语句,try? 或 try!;要么继续将这些错误传递下去。
let favoriteSnacks = [
"Alice": "Chips",
"Bob": "Licorice",
"Eve": "Pretzels",
]
func buyFavoriteSnack(person: String, vendingMachine: VendingMachine) throws {
let snackName = favoriteSnacks[person] ?? "Candy Bar"
try vendingMachine.vend(itemNamed: snackName)
}
throwing 构造器能像 throwing 函数一样传递错误。例如下面代码中的 PurchasedSnack 构造器在构造过程中调用了 throwing 函数,并且通过传递到它的调用者来处理这些错误。
struct PurchasedSnack {
let name: String
init(name: String, vendingMachine: VendingMachine) throws {
try vendingMachine.vend(itemNamed: name)
self.name = name
}
}
2.2 用 Do-Catch 处理错误
你可以使用一个 do-catch 语句运行一段闭包代码来处理错误。如果在 do 子句中的代码抛出了一个错误,这个错误会与 catch 子句做匹配,从而决定哪条子句能处理它。
do-catch 语句的一般形式:
do {
try expression
statements
} catch pattern 1 {
statements
} catch pattern 2 where condition {
statements
} catch {
statements
}
在 catch 后面写一个匹配模式来表明这个子句能处理什么样的错误。如果一条 catch 子句没有指定匹配模式,那么这条子句可以匹配任何错误,并且把错误绑定到一个名字为 error 的局部常量。
var vendingMachine = VendingMachine()
vendingMachine.coinsDeposited = 8
do {
try buyFavoriteSnack(person: "Alice", vendingMachine: vendingMachine)
print("Success! Yum.")
} catch VendingMachineError.invalidSelection {
print("Invalid Selection.")
} catch VendingMachineError.outOfStock {
print("Out of Stock.")
} catch VendingMachineError.insufficientFunds(let coinsNeeded) {
print("Insufficient funds. Please insert an additional \(coinsNeeded) coins.")
} catch {
print("Unexpected error: \(error).")
}
// 打印“Insufficient funds. Please insert an additional 2 coins.”
catch 子句不必将 do 子句中的代码所抛出的每一个可能的错误都作处理。如果所有 catch 子句都未处理错误,错误就会传递到周围的作用域。然而,错误还是必须要被某个周围的作用域处理的。在不会抛出错误的函数中,必须用 do-catch 语句处理错误。而能够抛出错误的函数既可以使用 do-catch 语句处理,也可以让调用方来处理错误。如果错误传递到了顶层作用域却依然没有被处理,你会得到一个运行时错误。
func nourish(with item: String) throws {
do {
try vendingMachine.vend(itemNamed: item)
} catch is VendingMachineError {
print("Invalid selection, out of stock, or not enough money.")
}
}
do {
try nourish(with: "Beet-Flavored Chips")
} catch {
print("Unexpected non-vending-machine-related error: \(error)")
}
// 打印“Invalid selection, out of stock, or not enough money.”
另一种捕获多个相关错误的方式是将它们放在 catch 后,通过逗号分隔:
func eat(item: String) throws {
do {
try vendingMachine.vend(itemNamed: item)
} catch VendingMachineError.invalidSelection, VendingMachineError.insufficientFunds, VendingMachineError.outOfStock {
print("Invalid selection, out of stock, or not enough money.")
}
}
2.3 将错误转换成可选值
可以使用 try? 通过将错误转换成一个可选值来处理错误。如果是在计算 try? 表达式时抛出错误,该表达式的结果就为 nil。
func someThrowingFunction() throws -> Int {
// ...
}
let x = try? someThrowingFunction()
let y: Int?
do {
y = try someThrowingFunction()
} catch {
y = nil
}
如果你想对所有的错误都采用同样的方式来处理,用 try? 就可以让你写出简洁的错误处理代码:
func fetchData() -> Data? {
if let data = try? fetchDataFromDisk() { return data }
if let data = try? fetchDataFromServer() { return data }
return nil
}
2.4 禁用错误传递
有时某个 throwing 函数实际上在运行时是不会抛出错误的,在这种情况下,可以在表达式前面写 try! 来禁用错误传递,这会把调用包装在一个不会有错误抛出的运行时断言中。如果真的抛出了错误,会得到一个运行时错误。
let photo = try! loadImage(atPath: "./Resources/John Appleseed.jpg")
3.指定清理操作
可以使用 defer 语句在即将离开当前代码块时执行一系列语句。该语句能执行一些必要的清理工作,不管是以何种方式离开当前代码块的——无论是由于抛出错误而离开,或是由于诸如 return、break 的语句。例如,可以用 defer 语句来确保文件描述符得以关闭,以及手动分配的内存得以释放。
defer 语句将代码的执行延迟到当前的作用域退出之前。该语句由 defer 关键字和要被延迟执行的语句组成。延迟执行的语句不能包含任何控制转移语句,例如 break、return 语句,或是抛出一个错误。延迟执行的操作会按照它们声明的顺序从后往前执行——也就是说,第一条 defer 语句中的代码最后才执行,第二条 defer 语句中的代码倒数第二个执行,以此类推。最后一条语句会第一个执行。
func processFile(filename: String) throws {
if exists(filename) {
let file = open(filename)
defer {
close(file)
}
while let line = try file.readline() {
// 处理文件。
}
// close(file) 会在这里被调用,即作用域的最后。
}
}
注意:即使没有涉及到错误处理的代码,你也可以使用
defer语句