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錯(cuò)誤處理（Error handling）是響應(yīng)錯(cuò)誤以及從錯(cuò)誤中恢復(fù)的過(guò)程。Swift 提供了在運(yùn)行時(shí)對(duì)可恢復(fù)錯(cuò)誤的拋出、捕獲、傳遞和操作的一等公民支持。

一、表示并拋出錯(cuò)誤

• 在 Swift 中，錯(cuò)誤用符合 Error 協(xié)議的類型的值來(lái)表示。這個(gè)空協(xié)議表明該類型可以用于錯(cuò)誤處理。

• Swift 的枚舉類型尤為適合構(gòu)建一組相關(guān)的錯(cuò)誤狀態(tài)，枚舉的關(guān)聯(lián)值還可以提供錯(cuò)誤狀態(tài)的額外信息。例如，你可以這樣表示在一個(gè)游戲中操作自動(dòng)販賣機(jī)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的錯(cuò)誤狀態(tài)：

enum VendingMachineError: Error {
    case invalidSelection                    //選擇無(wú)效
    case insufficientFunds(coinsNeeded: Int) //金額不足
    case outOfStock                          //缺貨
}

• 拋出一個(gè)錯(cuò)誤可以讓你表明有意外情況發(fā)生，導(dǎo)致正常的執(zhí)行流程無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行。拋出錯(cuò)誤使用 throw 關(guān)鍵字。例如，下面的代碼拋出一個(gè)錯(cuò)誤，提示販賣機(jī)還需要 5 個(gè)硬幣：

throw VendingMachineError.insufficientFunds(coinsNeeded: 5)

二、處理錯(cuò)誤

• 某個(gè)錯(cuò)誤被拋出時(shí)，附近的某部分代碼必須負(fù)責(zé)處理這個(gè)錯(cuò)誤
• Swift 中有 4 種處理錯(cuò)誤的方式。你可以把函數(shù)拋出的錯(cuò)誤傳遞給調(diào)用此函數(shù)的代碼、用 do-catch 語(yǔ)句處理錯(cuò)誤、將錯(cuò)誤作為可選類型處理、或者斷言此錯(cuò)誤根本不會(huì)發(fā)生。
• 當(dāng)一個(gè)函數(shù)拋出一個(gè)錯(cuò)誤時(shí)，你的程序流程會(huì)發(fā)生改變，所以重要的是你能迅速識(shí)別代碼中會(huì)拋出錯(cuò)誤的地方。
• 為了標(biāo)識(shí)出這些地方，在調(diào)用一個(gè)能拋出錯(cuò)誤的函數(shù)、方法或者構(gòu)造器之前，加上 try 關(guān)鍵字，或者 try? 或 try! 這種變體。

1、用 throwing 函數(shù)傳遞錯(cuò)誤

• 為了表示一個(gè)函數(shù)、方法或構(gòu)造器可以拋出錯(cuò)誤，在函數(shù)聲明的參數(shù)列表之后加上 throws 關(guān)鍵字。
• 一個(gè)標(biāo)有 throws 關(guān)鍵字的函數(shù)被稱作throwing函數(shù)。
• 如果這個(gè)函數(shù)指明了返回值類型，throws 關(guān)鍵詞需要寫在箭頭（->）的前面。

func canThrowErrors() throws -> String
func cannotThrowErrors() -> String

• 一個(gè) throwing 函數(shù)可以在其內(nèi)部拋出錯(cuò)誤，并將錯(cuò)誤傳遞到函數(shù)被調(diào)用時(shí)的作用域。

注意
只有 throwing 函數(shù)可以傳遞錯(cuò)誤。任何在某個(gè)非 throwing 函數(shù)內(nèi)部拋出的錯(cuò)誤只能在函數(shù)內(nèi)部處理。

• 下面的例子中，VendingMachine 類有一個(gè) vend(itemNamed:) 方法，如果請(qǐng)求的物品不存在、缺貨或者投入金額小于物品價(jià)格，該方法就會(huì)拋出一個(gè)相應(yīng)的 VendingMachineError：

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 dispenseSnack(snack: String) {
        print("Dispensing \(snack)")
    }

    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)")
    }
}

• 在 vend(itemNamed:) 方法的實(shí)現(xiàn)中使用了 guard 語(yǔ)句來(lái)提前退出方法，確保在購(gòu)買某個(gè)物品所需的條件中，有任一條件不滿足時(shí)，能提前退出方法并拋出相應(yīng)的錯(cuò)誤。由于 throw 語(yǔ)句會(huì)立即退出方法，所以物品只有在所有條件都滿足時(shí)才會(huì)被售出。

• 因?yàn)?vend(itemNamed:) 方法會(huì)傳遞出它拋出的任何錯(cuò)誤，在你的代碼中調(diào)用此方法的地方，必須要么直接處理這些錯(cuò)誤——使用 do-catch 語(yǔ)句，try? 或 try!；要么繼續(xù)將這些錯(cuò)誤傳遞下去。例如下面例子中，buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:) 同樣是一個(gè) throwing 函數(shù)，任何由 vend(itemNamed:) 方法拋出的錯(cuò)誤會(huì)一直被傳遞到 buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:) 函數(shù)被調(diào)用的地方。

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)
}

• 因?yàn)?vend(itemNamed:) 方法能拋出錯(cuò)誤，所以在調(diào)用的它時(shí)候在它前面加了 try 關(guān)鍵字。

• throwing 構(gòu)造器能像 throwing 函數(shù)一樣傳遞錯(cuò)誤。例如下面代碼中的 PurchasedSnack 構(gòu)造器在構(gòu)造過(guò)程中調(diào)用了 throwing 函數(shù)，并且通過(guò)傳遞到它的調(diào)用者來(lái)處理這些錯(cuò)誤。

struct PurchasedSnack {
    let name: String
    init(name: String, vendingMachine: VendingMachine) throws {
        try vendingMachine.vend(itemNamed: name)
        self.name = name
    }
}

2、用 Do-Catch 處理錯(cuò)誤

• 你可以使用一個(gè) do-catch 語(yǔ)句運(yùn)行一段閉包代碼來(lái)處理錯(cuò)誤。如果在 do 子句中的代碼拋出了一個(gè)錯(cuò)誤，這個(gè)錯(cuò)誤會(huì)與 catch 子句做匹配，從而決定哪條子句能處理它。

• 下面是 do-catch 語(yǔ)句的一般形式：

do {
    try expression
    statements
} catch pattern 1 {
    statements
} catch pattern 2 where condition {
    statements
}

• 在 catch 后面寫一個(gè)匹配模式來(lái)表明這個(gè)子句能處理什么樣的錯(cuò)誤。如果一條 catch 子句沒(méi)有指定匹配模式，那么這條子句可以匹配任何錯(cuò)誤，并且把錯(cuò)誤綁定到一個(gè)名字為 error 的局部常量。

• catch 子句不必將 do 子句中的代碼所拋出的每一個(gè)可能的錯(cuò)誤都作處理。如果所有 catch 子句都未處理錯(cuò)誤，錯(cuò)誤就會(huì)傳遞到周圍的作用域。

• 然而，錯(cuò)誤還是必須要被某個(gè)周圍的作用域處理的——要么是一個(gè)外圍的 do-catch 錯(cuò)誤處理語(yǔ)句，要么是一個(gè) throwing 函數(shù)的內(nèi)部。

• 舉例來(lái)說(shuō)，下面的代碼處理了 VendingMachineError 枚舉類型的全部枚舉值，但是所有其它的錯(cuò)誤就必須由它周圍的作用域處理：

var vendingMachine = VendingMachine()
vendingMachine.coinsDeposited = 8
do {
    try buyFavoriteSnack(person: "Alice", vendingMachine: vendingMachine)
} 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.")
}
// 打印 “Insufficient funds. Please insert an additional 2 coins.”

• 上面的例子中，buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:) 函數(shù)在一個(gè) try 表達(dá)式中調(diào)用，因?yàn)樗軖伋鲥e(cuò)誤。如果錯(cuò)誤被拋出，相應(yīng)的執(zhí)行會(huì)馬上轉(zhuǎn)移到 catch 子句中，并判斷這個(gè)錯(cuò)誤是否要被繼續(xù)傳遞下去。如果沒(méi)有錯(cuò)誤拋出，do 子句中余下的語(yǔ)句就會(huì)被執(zhí)行。

3、將錯(cuò)誤轉(zhuǎn)換成可選值

• 可以使用 try? 通過(guò)將錯(cuò)誤轉(zhuǎn)換成一個(gè)可選值來(lái)處理錯(cuò)誤。如果在評(píng)估 try? 表達(dá)式時(shí)一個(gè)錯(cuò)誤被拋出，那么表達(dá)式的值就是 nil。例如，在下面的代碼中，x 和 y 有著相同的數(shù)值和等價(jià)的含義：

func someThrowingFunction() throws -> Int {
    // ...
}

let x = try? someThrowingFunction()

let y: Int?
do {
    y = try someThrowingFunction()
} catch {
    y = nil
}

• 如果 someThrowingFunction() 拋出一個(gè)錯(cuò)誤，x 和 y 的值是 nil。否則 x 和 y 的值就是該函數(shù)的返回值。注意，無(wú)論 someThrowingFunction() 的返回值類型是什么類型，x 和 y 都是這個(gè)類型的可選類型。例子中此函數(shù)返回一個(gè)整型，所以 x 和 y 是可選整型。

4、禁用錯(cuò)誤傳遞

• 有時(shí)你知道某個(gè) throwing 函數(shù)實(shí)際上在運(yùn)行時(shí)是不會(huì)拋出錯(cuò)誤的，在這種情況下，你可以在表達(dá)式前面寫 try!來(lái)禁用錯(cuò)誤傳遞，這會(huì)把調(diào)用包裝在一個(gè)不會(huì)有錯(cuò)誤拋出的運(yùn)行時(shí)斷言中。如果真的拋出了錯(cuò)誤，你會(huì)得到一個(gè)運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤。

• 例如，下面的代碼使用了 loadImage(atPath:) 函數(shù)，該函數(shù)從給定的路徑加載圖片資源，如果圖片無(wú)法載入則拋出一個(gè)錯(cuò)誤。在這種情況下，因?yàn)閳D片是和應(yīng)用綁定的，運(yùn)行時(shí)不會(huì)有錯(cuò)誤拋出，所以適合禁用錯(cuò)誤傳遞。

let photo = try! loadImage(atPath: "./Resources/John Appleseed.jpg")

三、指定清理操作

• 你可以使用 defer 語(yǔ)句在即將離開(kāi)當(dāng)前代碼塊時(shí)執(zhí)行一系列語(yǔ)句。該語(yǔ)句讓你能執(zhí)行一些必要的清理工作，不管是以何種方式離開(kāi)當(dāng)前代碼塊的——無(wú)論是由于拋出錯(cuò)誤而離開(kāi)，或是由于諸如 return、break 的語(yǔ)句。例如，你可以用 defer 語(yǔ)句來(lái)確保文件描述符得以關(guān)閉，以及手動(dòng)分配的內(nèi)存得以釋放。

• defer 語(yǔ)句將代碼的執(zhí)行延遲到當(dāng)前的作用域退出之前。該語(yǔ)句由 defer 關(guān)鍵字和要被延遲執(zhí)行的語(yǔ)句組成。延遲執(zhí)行的語(yǔ)句不能包含任何控制轉(zhuǎn)移語(yǔ)句，例如 break、return 語(yǔ)句，或是拋出一個(gè)錯(cuò)誤。延遲執(zhí)行的操作會(huì)按照它們聲明的順序從后往前執(zhí)行——也就是說(shuō)，第一條 defer 語(yǔ)句中的代碼最后才執(zhí)行，第二條 defer 語(yǔ)句中的代碼倒數(shù)第二個(gè)執(zhí)行，以此類推。最后一條語(yǔ)句會(huì)第一個(gè)執(zhí)行。

func processFile(filename: String) throws {
    if exists(filename) {
        let file = open(filename)
        defer {
            close(file)
        }
        while let line = try file.readline() {
            // 處理文件。
        }
        // close(file) 會(huì)在這里被調(diào)用，即作用域的最后。
    }
}

• 上面的代碼使用一條 defer 語(yǔ)句來(lái)確保 open(_:) 函數(shù)有一個(gè)相應(yīng)的對(duì) close(_:) 函數(shù)的調(diào)用。