C# 常見的錯誤類型

語法錯誤(Syntax error)
編譯期錯誤(Complile time error)
邏輯錯誤(Logical error)
執行期錯誤(Runtime error)
數值性錯誤(Numerical error)

結構化例外處理 try…catch…finally

try...catch...finally 可以提供在try區域中擷取此程式碼區塊所有可能發生的錯誤，並使用catch抓取錯誤後，在catch區域中定義「例外處理」的程式式，最後finally區域所定義的程式碼，不管是否發生例外狀況，都一定會執行。通常finally區域是用來釋放資源的區域。

這個 try...catch 的寫法可以這樣來理解：「嘗試執行一些程式碼，看看會不會出錯。萬一真的發生意外狀況，就中斷目前的正常流程，並且把捕捉到的例外交給 catch 區塊來繼續處理。」

  
try
{
    // 正常流程的程式碼
    // 擷取此程式碼區塊所有可能發生的錯誤
}
catch(Exception 例外處理變數名稱)
{
    // 意外狀況發生時，會執行此區塊的程式碼
    // 定義例外處理的程式碼
}
finally
{
    //最終必定會執行
    //釋放資源
    //例如:關閉檔案、關閉網路連線或資料庫連線等等。
}

在 C# 中，用來處理例外的關鍵字主要有四個：try、catch、finally、和 throw。
還有例外篩選器（exception filters）、釋放資源的標準寫法（using 陳述句）、基礎類別 System.Exception 與其家族成員。

範例

  
Test(1, 2);

void Test(int x, int y)
{
    try
    {
        Console.WriteLine(x + y);
    } catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine(ex.ToString());
    } finally
    {
        Console.WriteLine("finally區域最後一定會被執行");
    }
}

執行結果：

3
finally區域最後一定會被執行

try 區塊之後可以有多個 catch 區塊

實務上，我們還可以更細緻地針對不同類型的例外來個別處理。像這樣：

  
try
{
    ... // 正常流程的程式碼
}
catch (FileNotFoundException fileEx)
{
    ... // 處理「檔案找不到」的意外狀況。
}
catch (SqlException sqlEx)
{
    ... // 處理資料庫相關操作的意外狀況。
}
catch (Exception ex)
{
    ... // 前面幾張「網子」都沒抓到的漏網之魚，全都在此處理。
}

catch 區塊之間的順序：愈特殊的例外類型要寫在愈上面，而愈是一般的例外類型應該寫在愈下面。

以上面的例子來說，如果把第一個和第三個 catch 區塊的位置交換，在語意上就會變成優先捕捉 Exception 類型的例外；由於 .NET 中的任何例外類型都是 Exception 的後代，所以任何例外狀況都會被 catch (Exception ex) 捕捉到，那麼寫在下方的其他 catch 區塊就等於完全沒作用了。不過你也不用太擔心自己會寫錯 catch 的順序，因為當編譯器發現這種情況時就會出現編譯失敗的錯誤訊息。

finally 子句：最終必定會執行

try 區塊底下一定要跟著至少一個 catch 區塊，要不然就必須是 finally 區塊——其作用為：無論執行過程是否發生例外狀況，最終都要執行 finally 區塊中的程式碼。一種常見的寫法是在 finally 區塊中撰寫資源回收的工作，例如關閉檔案、關閉網路連線或資料庫連線等等。參考以下範例：

  
StreamReader reader = null;
try
{
    reader = new StreamReader("app.config");
    var content = reader.ReadToEnd();
    Console.WriteLine(content);
}
catch (FileIOException ex)
{
    Console.WriteLine(ex.Message);
}
finally
{
    if (reader != null)
    {
        reader.Dispose();
    }    
}

程式碼說明：

第 1～7 行：開啟一個文字檔，然後讀取檔案內容，再輸出至螢幕。如果一切順利，跳至第 3 步（finally 區塊）。如果讀取檔案的過程發生 FileIOException 類型的例外，則跳至相應的 catch 區塊。
第 8～11 行：處理 FileIOException 類型的例外，並將錯誤訊息輸出至螢幕，然後進入 finally 區塊。
第 12～18 行：關閉先前已經開啟的檔案，並釋放相關資源。

有兩個細節值得提出來說一下。

首先，try 區塊中的任何一行程式碼都有可能發生我們意想不到的錯誤，而當某一行程式碼出錯時，try 區塊中剩下的程式碼就不會被執行到，因為此時會立刻跳到某個 catch 區塊（如果有的話）；待某 catch 區塊執行完畢，便會執行 finally 區塊的程式碼。

其次，如果 try 區塊中的程式碼在執行過程中發生例外，而那個例外並沒有被任何 catch 區塊捕捉並處理，則程式會跳到 finally 區塊，等到此區塊的程式碼執行完畢，那個尚未被處理的例外依然存在，所以會被拋到上一層程式碼區塊。如果上一層程式碼也沒有捕捉並處理那個例外，則又會繼續往上拋，直到它被處理為止。要是某個例外狀況一路往上拋，直到應用程式最外層的主程式區塊都沒有被處理，此時應用程式可能就會意外中止，而使用者可能會看到程式底層 API 拋出的錯誤訊息。

簡言之，只要例外沒有被目前的程式區塊所捕捉並處理，就一定會往外層拋。因此，如果在 catch 區塊中的程式碼又引發了例外，那個新產生的例外自然也會往外層拋。實務上，在 catch 區塊中處理例外時，應注意避免再度引發新的例外（除非是刻意為之）。

throw：拋出例外

我們已經看過例外處理的三個主要關鍵字：try、catch、finally。現在要介紹最後一個：throw。

當你在程式的某處需要引發例外來中斷正常流程時，便可以使用 throw 來拋出一個例外。範例：

  
void Print(string name)
{
    if (name == null)
    {
        throw new ArgumentNullException(nameof(name));
    }
    Console.WriteLine(name);
}

Print 方法會先檢查參數 name 是否為 null，如果是的話，便拋出一個 ArgumentNullException 類型的例外，讓呼叫端知道此函式堅決不接受傳入的參數為 null。

第 3～6 行程式碼也可以用一行解決：ArgumentNullException.ThrowIfNull(name);。

順便提及，當你需要拋出 NullReferenceException，除了用 throw new NullReferenceException()，也可以這樣寫：

  
throw null;

再度拋出例外

你也可以在 catch 區塊裡面使用 throw 來將目前的例外再度拋出：

  
try
{
    DoSomething();
}
catch (Exception ex)
{
    Log(ex); // 把當前的例外資訊寫入 log。
    throw;   // 再次拋出同一個例外。
}

這裡有個細節值得一提：在上述範例中，如果把倒數第二行寫成 throw ex 也可以通過編譯，但其作用稍微不同：

單單寫 throw 會保留原本的堆疊追蹤資訊（stack trace）。也就是說，透過堆疊追蹤資訊，便能抓到原始的例外。
如果寫 throw ex，則會重設堆疊追蹤資訊，這將導致呼叫端無法透過例外物件的 StackTrace 屬性得知引發例外的源頭是哪一行程式碼。基於此緣故，通常不建議採用此寫法。

於 catch 區塊中再次拋出例外時，你也可以拋出一個新的、不同類型的例外：

  
DateTime StringToDate(string input)
{
    try
    {
        return Convert.ToDateTime(input);
    }
    catch (FormatException ex)
    {
        throw new ArgumentException($"無效的引數: {nameof(input)}", ex);
    }
}

請注意上述範例在拋出一個新的 ArgumentException 時，有把當前的例外 ex 傳入建構子的第二個參數，這會把當前的例外保存於新例外的 InnerException 屬性。也就是說，在拋出新例外的同時，依然保存原始的例外資訊（也許呼叫端在診斷錯誤的時候會用到）。

一般來說，以下幾種場合會在 catch 區塊中拋出不同的例外：

在處理當前的例外時，又發生了其他意外狀況。
讓外層接收到更一般的例外類型，以便隱藏底層的細節（不想讓外界知道太多、避免駭客攻擊）。
讓外層接收到更特殊的例外類型，以便呼叫端更明確知道發生錯誤的原因。

C# 例外處理（Exception Handling） by huanlintalk

[C# 筆記] 例外處理 try catch finally

C# 常見的錯誤類型

結構化例外處理 try…catch…finally

範例

try 區塊之後可以有多個 catch 區塊

finally 子句：最終必定會執行

throw：拋出例外

再度拋出例外

Further Reading

[C# 筆記] 使用 throw 來拋出一個例外

[C# 筆記] try catch 語句

[C# 筆記] throw 和 throw ex 區別