【Flutter】Dart：异常

在软件开发中，程序可能会遇到意外的错误或异常情况，导致无法继续正常执行。这种情况称为异常。为了增强程序的鲁棒性，Dart 提供了强大的异常处理机制。通过处理异常，我们可以在程序运行过程中捕获并应对各种错误，防止应用程序崩溃。本文将详细介绍 Dart 中的异常，包括异常的抛出、异常的捕获以及如何创建自定义异常。

什么是异常

异常 （Exception）是在程序运行时发生的一种错误情况，它可能是由于逻辑错误、资源不可用或数据处理问题等原因引起的。Dart 提供了内置的异常类来表示不同类型的错误，例如 Exception 和 Error，以及如何通过 try-catch 等语句进行异常处理。

在 Dart 中，异常是通过抛出（throw）来引发的，程序员可以选择捕获（catch）并处理这些异常，或者将它们向上传递。

Dart 中的异常类型

Dart 中的异常类型大致分为两类：

• Exception ：表示程序执行过程中遇到的预期问题。开发者可以捕获并处理这些异常。例如，FormatException 表示数据格式不正确。

• Error ：表示程序中严重的、通常无法恢复的问题。Error 是 Dart 底层系统错误，比如 OutOfMemoryError。一般来说，程序员不应该捕获 Error，而是应该让其向上传递，最终由 Dart 虚拟机处理。

常见的异常类包括：

• Exception：通用异常类型。
• FormatException：格式错误异常，通常用于字符串格式转换出错的场景。
• ArgumentError：参数错误异常，表示传递的参数无效。
• RangeError：范围错误异常，通常用于索引超出范围的情况。
• StateError：状态错误异常，表示操作在当前对象状态下无效。
• UnsupportedError：表示操作不受支持。

抛出异常

Dart 使用 throw 关键字显式地抛出异常。任何对象都可以作为异常抛出，但通常会抛出 Exception 或其子类的实例。

void checkAge(int age) {
  if (age < 18) {
    throw Exception('Age must be at least 18.');
  }
  print('You are eligible to vote.');
}

void main() {
  checkAge(16);  // 这将抛出异常
}

在这个例子中，当 age 小于 18 时，Exception 将被抛出，错误消息为 'Age must be at least 18.'。

抛出自定义消息的异常

Dart 允许开发者抛出自定义的异常消息，便于更好地描述错误：

void divide(int a, int b) {
  if (b == 0) {
    throw Exception('Division by zero is not allowed.');
  }
  print(a / b);
}

void main() {
  divide(10, 0);  // 这将抛出异常 'Division by zero is not allowed.'
}

捕获异常

捕获异常可以防止程序崩溃并允许开发者根据异常类型做出响应。在 Dart 中，通过 try-catch 语句捕获异常。

使用 try-catch 捕获异常

try-catch 语句用于捕获并处理抛出的异常。try 块中的代码如果抛出异常，程序将跳转到 catch 块进行处理。

语法：

try {
  // 可能会抛出异常的代码
} catch (e) {
  // 捕获并处理异常
}

示例：

void main() {
  try {
    int result = 10 ~/ 0;  // 整数除法，抛出异常
    print(result);
  } catch (e) {
    print('Caught an exception: $e');  // 捕获并处理异常
  }
}

在这个示例中，10 ~/ 0 会抛出除以零的异常，被 catch 块捕获并输出相应的错误信息。

捕获特定类型的异常

catch 块可以捕获所有异常，但如果需要处理特定类型的异常，可以在 catch 中指定异常的类型。

void main() {
  try {
    int result = int.parse('abc');  // 这将抛出 FormatException
    print(result);
  } on FormatException catch (e) {
    print('Caught a FormatException: $e');
  }
}

在这个例子中，只有 FormatException 会被捕获并处理。如果抛出其他类型的异常，它将不会被这个 catch 块捕获。

捕获堆栈跟踪信息

有时，了解异常发生时的堆栈跟踪信息对于调试至关重要。Dart 提供了第二个参数来捕获堆栈跟踪信息：

void main() {
  try {
    int result = 10 ~/ 0;
    print(result);
  } catch (e, s) {
    print('Caught an exception: $e');
    print('Stack trace: $s');  // 输出堆栈跟踪
  }
}

在这个示例中，s 包含了异常发生时的堆栈跟踪信息，方便调试错误。

异常处理的 finally 块

finally 块用于定义无论是否抛出异常都要执行的代码。它通常用于关闭资源或释放占用的资源，例如文件或网络连接。

语法：

try {
  // 可能抛出异常的代码
} catch (e) {
  // 捕获异常
} finally {
  // 始终执行的代码
}

示例：

void main() {
  try {
    int result = 10 ~/ 0;
    print(result);
  } catch (e) {
    print('Caught an exception: $e');
  } finally {
    print('This code always executes.');
  }
}

无论是否捕获到异常，finally 块中的代码都会执行。在上面的例子中，即使捕获到了除零异常，finally 块中的 'This code always executes.' 也会被输出。

自定义异常

在 Dart 中，我们可以创建自定义异常类，以便在特定情况下抛出特定类型的异常。这可以帮助我们更精确地描述错误并处理它们。

定义自定义异常类

自定义异常类可以通过扩展 Exception 类来实现。以下是自定义异常的示例：

class AgeException implements Exception {
  String errorMessage() {
    return 'Age must be greater than 18';
  }
}

void checkAge(int age) {
  if (age < 18) {
    throw AgeException();
  }
  print('Age is valid');
}

void main() {
  try {
    checkAge(16);
  } catch (e) {
    print(e.errorMessage());  // 输出自定义的错误信息
  }
}

在这个例子中，AgeException 是一个自定义异常类，当 age 小于 18 时抛出异常。我们可以通过调用 errorMessage() 方法来获取自定义的错误信息。

自定义异常与内置异常的不同

自定义异常提供了更好的可读性和维护性。与内置异常不同，自定义异常可以根据业务需求提供特定的错误消息和行为。例如，当我们想要处理特定领域的错误（如用户输入错误、业务逻辑错误等）时，自定义异常可以使代码更加简洁明了。

常见异常处理最佳实践

只捕获可以处理的异常

捕获所有异常可能会掩盖真正的错误。建议只捕获你能够处理的异常类型。滥用 catch 所有异常的写法会导致一些意料之外的错误难以排查。

使用 on 捕获特定异常

如果知道某个代码段可能抛出的具体异常类型，使用 on 来捕获特定异常比使用 catch 更加高效且明确。

保证资源释放

在进行文件操作、数据库访问或网络请求时，务必使用 finally 确保资源释放，例如关闭文件流或断开连接。即使发生异常，finally 也会执行，防止资源泄露。

提供有意义的错误信息

当抛出异常时，提供清晰且有意义的错误消息有助于调试和定位问题。自定义异常时，尤其要注意这一点。