C# 异常处理完全指南：try-catch-finally、异常类型、自定义异常与最佳实践

异常是程序执行期间出现的问题。C# 异常是对程序运行时异常情况的响应（如除零）。异常提供从程序一部分向另一部分转移控制的方式。C# 异常处理基于四个关键字：try、catch、finally、throw。

关键字说明

• try：标识可能激活特定异常的代码块，后跟一个或多个 catch 块。
• catch：在想处理问题的地方捕获异常，catch 关键字指示捕获。
• finally：无论是否抛出异常都执行的语句块。如打开文件，必须关闭无论是否异常。
• throw：问题出现时抛出异常，使用 throw 关键字。

语法结构

try {
    // 可能引发异常的语句
} catch (ExceptionName e1) {
    // 错误处理代码
} catch (ExceptionName e2) {
    // 错误处理代码
} catch (ExceptionName eN) {
    // 错误处理代码
} finally {
    // 无论是否异常都执行的语句
}

可列出多个 catch 捕获不同异常类型。

C# 异常类层次

C# 异常由类表示，直接或间接派生自 System.Exception。主要派生分支：

• System.ApplicationException：应用程序生成的异常基类，程序员自定义异常应从此派生
• System.SystemException：所有预定义系统异常的基类

常见系统异常类

异常处理示例：除零处理

using System;
namespace ErrorHandlingApplication {
    class DivNumbers {
        int result;
        DivNumbers() { result = 0; }
        
        public void division(int num1, int num2) {
            try {
                result = num1 / num2;
            } catch (DivideByZeroException e) {
                Console.WriteLine("Exception caught: {0}", e);
            } finally {
                Console.WriteLine("Result: {0}", result);
            }
        }
        
        static void Main(string[] args) {
            DivNumbers d = new DivNumbers();
            d.division(25, 0);
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

输出：

Exception caught: System.DivideByZeroException: Attempted to divide by zero.
Result: 0

自定义异常

用户定义异常类派生自 Exception 类：

using System;
namespace UserDefinedException {
    public class TempIsZeroException : Exception {
        public TempIsZeroException(string message) : base(message) { }
    }
    
    public class Temperature {
        int temperature = 0;
        public void showTemp() {
            if (temperature == 0) {
                throw new TempIsZeroException("Zero Temperature found");
            } else {
                Console.WriteLine("Temperature: {0}", temperature);
            }
        }
    }
    
    class TestTemperature {
        static void Main(string[] args) {
            Temperature temp = new Temperature();
            try {
                temp.showTemp();
            } catch (TempIsZeroException e) {
                Console.WriteLine("TempIsZeroException: {0}", e.Message);
            }
            Console.ReadKey();
        }
    }
}

输出：TempIsZeroException: Zero Temperature found

重新抛出异常

在 catch 块中用 throw; 重新抛出当前异常（保留堆栈跟踪），或 throw new OtherException("msg", e); 包装异常：

try { ... }
catch (Exception e) {
    // 记录日志
    Log.Error(e);
    // 重新抛出原异常
    throw;
    // 或包装为新异常
    // throw new BusinessException("Operation failed", e);
}

异常处理最佳实践

• 仅捕获可处理的异常：不要捕获 Exception 基类，除非顶层日志记录
• 使用 finally 释放资源：或用 using 语句（实现 IDisposable）
• 避免用异常控制业务流程：异常开销大，预判条件用 if
• 提供有意义的错误消息：包含上下文信息便于诊断
• 保留堆栈跟踪：用 throw; 而非 throw e;
• 实现全局异常处理：ASP.NET Core 用 UseExceptionHandler，WPF/WinForms 用 DispatcherUnhandledException
• 遵循异常命名约定：以 Exception 结尾，提供三个构造函数

标准异常构造函数模式

public class MyException : Exception {
    public MyException() { }
    public MyException(string message) : base(message) { }
    public MyException(string message, Exception inner) : base(message, inner) { }
    protected MyException(SerializationInfo info, StreamingContext context) : base(info, context) { }
}