Swift学习:错误处理
错误处理（Error handling）是响应错误以及从错误中恢复的过程。Swift 提供了在运行时对可恢复错误的抛出、捕获、传递和操作的一等公民支持。
某些操作无法保证总是执行完所有代码或总是生成有用的结果。可选类型可用来表示值缺失吗，但是当某个操作失败时，最好能得知失败的原因，从而可以作出相应的应对。
举个例子，假如有个从磁盘上的某个文件读取数据并进行处理的任务，该任务会有多种可能失败的情况，包括指定路径下文件并不存在，文件不具有可读权限，或者文件编码格式不兼容。区分这些不同的失败情况可以让程序解决并处理某些错误，然后把它解决不了的错误报告给用户。
注意
swift 中的错误处理涉及到错误处理模式，这会用到 Cocoa 和 Objective-C 中的 NSError。
表示并抛出错误
在 swift 中，错误用符合 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，你可以这样表示在一个游戏中操作自动贩卖时可能出现的错误状态：
enum VendingMachineError: Error {
case invalidSelection // 选择无效
case insufficientFunds(coinsNeeded: Int) // 金额不足
case outOfStock // 缺货
}
抛出一个错误可以让你表明有意外情况发生，导致正常的执行流程无法继续执行。抛出错误使用 throw 关键字。例如，下面的代码抛出一个错误，提示贩卖机还需要 5 个硬币：
throw VendingMachineError.insufficientFunds(coinsNeeded: 5)
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。你可以把函数抛出的错误传递给调用此函数的代码、用 do-catch 语句处理错误、将错误作为可选类型处理、或者断言此错误根本不会发生。每种方法在下面的小节中都有描述。
当一个函数抛出一个错误时，你的程序的流程会发生改变，所以重要的是你能迅速识别代码中会抛出错误的地方。为了标识出这些地方，在调用一个能抛出错误的函数、方法或者构造器之前，加上 try 关键字，或者 try? 或 try! 这种变体。这些关键字在下面的小节中有具体讲解。
注意
swift 中的错误处理和其他语言中用 try、catch 和 throw 进行异常处理很像。和其他语言中（包括 OC ）的异常处理不同的是，swift 中的错误处理并不涉及解除调用栈，这是一个计算代价高昂的过程。就此而言，throw 语句的性能特征是可以和 return 语句相媲美的。
用 throwing 函数传递错误
为了表示一个函数、方法或构造器可以抛出错误，在函数声明的参数列表之后加上 throws 关键字。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。
注意
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。
下面的例子中， VendingMechine 类有一个 vend(itemNamed:) 方法，如果请求的物品不存在、缺货或者投入金额小于物品价格，该方法就会抛出一个相应的 VendingMachineError:
struct Item {
var price: Int
var count: Int
}
class VendingMackine {
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)
}
coinsDeposiited -= item.price
var newItem = item
newItem.count -= 1
inventory[name] = newItem
print("Dispensing \(name)")
}
}
在 vend(itemNamed:) 方法的实现中使用了 guard 语句来提前退出方法，确保在购买某个物品所需的条件中，有任一条件不满足时，能提前退出方法并抛出相应的错误。由于 throw 语句会立即退出方法，所以物品只有在所有条件都满足时才会被售出。
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。例如下面例子中，buyFavoriteSnack(_: vendingMachine:) 同样是一个 throwing 函数，任何由 vend(itemNamed:) 方法抛出的错误会一直被传递到 buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:) 函数被调用的地方。
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)
}
上例中， buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:) 函数会查找某人最喜欢的零食，并通过调用 vend(itemNamed:) 方法来尝试为他们购买。因为 vend(itemNamed:) 方法能抛出错误，所以在调用它的时候在它前面加了 try 关键字。
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.vnd(itemNamed: name)
self.name = name
}
}
用 Do-Catch 处理错误
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。
下面是 do-catch 语句的一般形式：
do {
try expression
statements
} catch pattern 1 {
statements
} catch pattern 2 where condition {
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。
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--要么是一个外围的 do-catch 错误处理语句，要么是一个 throwing 函数的内部。举例来说，下面的代码处理了 VendingMachineError 枚举类型的全部枚举值，但是所有其它的错误就必须由它周围的作用域处理：
var vendingMachine = VendingMachine()
vendingMachine.coinsDeposited = 8
do {
try buyFavoriteSnack("Alice", vendingMachine: vedingMachine)
} catch VendingMachineError.InvalidSelection {
print("Invalid Selection.")
} catch VendingMachineError.OurOfStock {
print("OUt of Stock.")
} catch VendingMachineError.InsufficientFunds(let coinsNeeded) {
print("Insufficient funds. Please insert an additional \(coinsNeeded) coins.")
}
上面的例子中，buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:) 函数在一个 try 表达式中调用，因为它能抛出错误。如果错误被抛出，相应的执行会马上转移到 catch 子句中，并判断这个错误是否要被继续传递下去。如果没有错误抛出，do 子句中余下的语句就会被执行。
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。如果在评估 try? 表达式时一个错误被抛出，那么表达式的值就是 nil。例如，在下面的代码中，x 和 y 有着相同的数值和等价的含义：
func someThrowingFunction() throws -> Int {
// ...
}
let x = try? someThrowingFunction()
let y: Int?
do {
y = try someThrowingFunction()
} catch {
y = nil
}
如果 someThrowingFunction() 抛出一个错误，x 和 y 的值是 nil。否则 x 和 y 的值就是该函数的返回值。注意，无论 someThrowingFunction() 的返回值类型是什么类型，x 和 y 都是这个类型的可选类型。例子中此函数返回一个整型，所以 x 和 y 是可选整型。
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。例如，下面的代码用几种方法来获取数据，如果所有方式都失败了则返回 nil：
func fetchData() -> Data? {
if let data = try? fetchDataFromDisk() { return data }
if let data = try? fetchDataFromServer() { return data }
return nil
}
禁用错误传递
有时你知道某个 throwing 函数实际上在运行时是不会抛出错误的，在这种情况下，你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，你会得到一个运行时错误。
例如，下面的代码使用了 loadImage(atPath:) 函数，该函数从给定的路径加载图片资源，如果图片无法载入则抛出一个错误。在这种情况下，因为图片是和应用绑定的。运行时不会有错误抛出，所以适合禁用错误传递：
let photo = try! loadImage(atPath: "./Resources/John Appleseed.jpg")
指定清理操作
可以使用 defer 语句在即将离开当前代码时执行一系列语句。该语句让你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，还是由于诸如 return 或 break 语句。例如，你可以用 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 或是 return 语句，或是抛出一个错误。延迟执行的操作会按照它们被指定时的顺序的相反顺序执行--也即是说，第一条 defer 语句中的代码会在第二条 defer 语句中的代码被执行之后才执行，以此类推。
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。
}
}
上面的代码使用一条 defer 语句来确保 open(_:) 函数有一个相应的对 close(_:) 函数的调用。
注意
即使没有涉及错误处理，你也可以使用 defer 语句。
END
