系统化掌握 Dart 编程之异常处理（一）：筑基之旅异常（Exception）是指程序执行过程中发生的意外情况，可能导致

前言

异常（Exception）是指程序执行过程中发生的意外情况，可能导致程序崩溃或无法正常工作。Dart 提供了强大的异常处理机制，帮助开发者优雅地捕获和处理这些异常，确保程序的稳定性和可靠性。为了系统化地掌握 Dart 的异常处理，我们将从理论基础、具体实现、实践应用到最佳实践四个层面进行详细讲解。

操千曲而后晓声，观千剑而后识器。虐它千百遍方能通晓其真意。

一、理论基础

理论基础 —— 理解异常的本质与分类

1.1、定义

异常是程序执行过程中出现的错误或意外情况。当程序遇到异常时，如果不加以处理，可能会导致程序终止或产生不正确的结果。Dart 使用对象来表示异常，并通过 throw 关键字抛出异常，使用 try、catch 和 finally 语句来捕获和处理异常。

1.2、特点

1、可控性：可以通过代码控制异常的发生和处理。
2、灵活性：可以自定义异常类型，满足不同场景的需求。
3、可读性：清晰的异常处理逻辑使代码更易于理解和维护。

1.3、分类

Dart 中的异常主要分为两类：

Error
- 表示严重错误，通常是程序中的致命问题，如内存不足、堆栈溢出等。
- 这些错误通常不可恢复，程序应立即终止。
Exception
- 表示可恢复的异常，如用户输入错误、文件未找到等。
- 可以通过异常处理机制捕获并处理这些异常，使程序继续运行。

二、具体实现

具体实现 —— 掌握异常处理的关键语法

2.1、抛出异常

可以使用 throw 关键字抛出一个异常对象。这个对象可以是任何类型的对象，但通常是一个继承自 Exception 或 Error 的类实例。

void checkAge(int age) {
  if (age < 0) {
    throw Exception('年龄不能为负数');
  }
}

void main() {
  try {
    checkAge(-5);
  } catch (e) {
    print(e); // 输出: Exception: 年龄不能为负数
  }
}

2.2、自定义异常

创建自己的异常类，继承自 Exception 类，以便更好地描述特定类型的错误。

class NegativeAgeException implements Exception {
  final String message;

  NegativeAgeException(this.message);

  @override
  String toString() => 'NegativeAgeException: $message';
}

void checkAge(int age) {
  if (age < 0) {
    throw NegativeAgeException('年龄不能为负数');
  }
}

void main() {
  try {
    checkAge(-5);
  } catch (e) {
    print(e); // 输出: NegativeAgeException: 年龄不能为负数
  }
}

2.3、捕获异常

使用 try-catch 结构捕获并处理异常。

void main() {
  try {
    int result = divide(10, 0);
    print('结果是: $result');
  } on NegativeAgeException catch (e) {
    print('年龄异常: $e');
  } on Exception catch (e) {
    print('一般异常: $e');
  } catch (e) {
    print('未知异常: $e');
  } finally {
    print('清理操作...');
  }
}

int divide(int a, int b) {
  if (b == 0) {
    throw Exception('除数不能为零');
  }
  return a ~/ b;
}

三、实践应用

实践应用 —— 处理真实世界的问题

3.1、异常传播

如果一个函数抛出了异常且没有被捕获，该异常会向上层调用栈传播，直到被某个 catch 块捕获或最终导致程序终止。

void main() {
  try {
    performOperation();
  } catch (e) {
    print('主函数捕获到异常: $e');
  }
}

void performOperation() {
  riskyFunction();
}

void riskyFunction() {
  throw Exception('风险操作失败');
}

3.2、异步异常处理

异步操作（如 Future）也可能抛出异常。可以使用 await 和 try-catch 来捕获这些异常。

import 'dart:async';

Future<int> fetchUserAge() async {
  await Future.delayed(Duration(seconds: 1));
  throw Exception('用户信息获取失败');
}

void main() async {
  try {
    int age = await fetchUserAge();
    print('用户年龄: $age');
  } catch (e) {
    print('发生异常: $e');
  }
}

四、最佳实践

枯燥中来点乐趣：

4.1、明确异常类型

尽量使用具体的异常类型，而不是泛型的 Exception，这有助于更精确地处理不同类型的错误。

class NegativeValueException implements Exception {
  final String message;

  NegativeValueException(this.message);

  @override
  String toString() => 'NegativeValueException: $message';
}

void checkValue(int value) {
  if (value < 0) {
    throw NegativeValueException('值不能为负数');
  }
}

void main() {
  try {
    checkValue(-5);
  } on NegativeValueException catch (e) {
    print(e); // 输出: NegativeValueException: 值不能为负数
  } catch (e) {
    print('其他异常: $e');
  }
}

4.2、不要忽略异常

捕获异常后应进行适当的处理，不要简单地忽略它们。

void readFile(String path) {
  try {
    // 模拟文件读取操作
    throw Exception('模拟文件读取失败');
  } catch (e) {
    // 错误处理逻辑
    print('无法读取文件: $e');
    // 记录日志或通知用户
  }
}

void main() {
  readFile('nonexistent_file.txt');
}

4.3、合理使用 `finally`

确保关键资源的释放和清理操作，即使发生异常也要保证程序的稳定性。

import 'dart:io';

void writeFile(String content) {
  File file = File('example.txt');
  RandomAccessFile? raFile;

  try {
    raFile = file.openSync(mode: FileMode.write);
    raFile.writeStringSync(content);
  } catch (e) {
    print('写入文件时出错: $e');
  } finally {
    // 确保关闭文件资源
    raFile?.closeSync();
    print('文件已关闭');
  }
}

void main() {
  writeFile('Hello, World!');
}

4.4、避免过度捕获

不要在不必要的地方捕获异常，保持异常处理逻辑的简洁性和可读性。

void divideNumbers(int a, int b) {
  if (b == 0) {
    throw Exception('除数不能为零');
  }
  print(a ~/ b);
}

void main() {
  try {
    divideNumbers(10, 0);
  } catch (e) {
    print('捕获到异常: $e');
  }

  // 正常情况下不捕获异常
  divideNumbers(10, 2);
}

4.5、记录日志

对于生产环境中的异常，建议记录详细的日志信息，便于后续排查和分析。

void divideNumbers(int a, int b) {
  if (b == 0) {
    throw Exception('除数不能为零');
  }
  print(a ~/ b);
}

void main() {
  try {
    divideNumbers(10, 0);
  } catch (e) {
    print('捕获到异常: $e');
  }

  // 正常情况下不捕获异常
  divideNumbers(10, 2);
}

五、总结