Debug.Assert і обробка винятків

Класи Debug: WriteLine і Assert

Клас System.Diagnostics.Debug містить методи для діагностики, які працюють лише в конфігурації Debug: у конфігурації Release компілятор повністю видаляє їх виклики.

• Debug.WriteLine(message) – виводить повідомлення у вікно Output Visual Studio (не в консоль) (рис. 6.5);
• Debug.Assert(condition, message) – перевіряє інваріант – умову, яка за правильної роботи програми має бути істинною завжди. Якщо умова хибна, під налагоджувачем програма зупиняється, а без нього консольний застосунок аварійно завершується повідомленням Assertion failed.

using System.Diagnostics;

int[] data = [4, 8, 15];
int sum = 0;
foreach (int x in data)
{
    sum += x;
    Debug.WriteLine($"x = {x}, sum = {sum}");
}
Debug.Assert(sum >= 0, "Сума невід’ємних чисел від’ємна");
Console.WriteLine(sum);                        // 27

Debug.Assert перевіряє помилки програміста, а не користувача: некоректне введення перевіряють звичайними умовами або винятками, які працюють і в Release.

Рис. 6.5. Повідомлення Debug.WriteLine у вікні Output

Винятки

Виняток (exception) – об’єкт, який повідомляє про помилку під час виконання (https://learn.microsoft.com/dotnet/csharp/fundamentals/exceptions/). Коли метод не може виконати свою роботу, він генерує (throws) виняток: виконання методу припиняється, і CLR шукає код, який перехопить (catch) виняток. Якщо такого коду немає, програма завершується з повідомленням про необроблений виняток. У налагоджувачі Visual Studio зупиняється на рядку, де виник виняток, і показує вікно Exception Helper (рис. 6.6).

Рис. 6.6. Необроблений виняток у налагоджувачі

Усі винятки є об’єктами класів, що походять від System.Exception. Стандартні винятки .NET утворюють ієрархію (рис. 6.7), а найпоширеніші з них наведено в табл. 6.2.

Рис. 6.7. Ієрархія стандартних винятків .NET

Таблиця 6.2. Поширені стандартні винятки

Виняток	Коли виникає (приклад)
FormatException	рядок не відповідає формату: int.Parse("12a")
IndexOutOfRangeException	індекс поза межами масиву: a[a.Length]
NullReferenceException	звернення до члена через null: s.Length, де s == null
DivideByZeroException	цілочисельне ділення або decimal на нуль
OverflowException	переповнення в checked, Convert.ToByte("300"), int.MinValue / -1
ArgumentException	некоректний аргумент методу
ArgumentNullException	аргумент дорівнює null, хоча не повинен
ArgumentOutOfRangeException	аргумент поза допустимим діапазоном
InvalidOperationException	операція неможлива в поточному стані: максимум порожньої послідовності

Кожен виняток має властивості Message (опис помилки), StackTrace (стек викликів у момент виникнення), InnerException (виняток, що спричинив поточний) і метод GetType(), який повертає його тип.

Оператор try/catch/finally

Код, у якому може виникнути виняток, розміщують у блоці try, а обробку – в одному або кількох блоках catch (https://learn.microsoft.com/dotnet/csharp/language-reference/statements/exception-handling-statements). Блок catch із зазначеним типом перехоплює винятки цього типу та його нащадків. Блоки catch перевіряються по черзі, тому їх записують від конкретних до загальних: catch (Exception) перед catch (FormatException) зробив би другий блок недосяжним (помилка CS0160).

Блок finally виконується завжди: після успішного try, після обробки винятку в catch і навіть тоді, коли виняток не перехоплено й він передається далі (рис. 6.8). У ньому звільняють ресурси: закривають файли, відновлюють стан.

Рис. 6.8. Порядок виконання try/catch/finally

string[] inputs = ["42", "abc", "99999999999"];

foreach (string text in inputs)
{
    try
    {
        int value = int.Parse(text);
        Console.WriteLine($"{text}: {value * 2}");
    }
    catch (FormatException)
    {
        Console.WriteLine($"{text}: не число");
    }
    catch (OverflowException ex)
    {
        Console.WriteLine($"{text}: {ex.Message}");
    }
    finally
    {
        Console.WriteLine("  перевірку завершено");
    }
}

Результат:

42: 84
  перевірку завершено
abc: не число
  перевірку завершено
99999999999: Value was either too large or too small for an Int32.
  перевірку завершено

Змінна ex у catch потрібна лише тоді, коли використовуються властивості винятку; якщо тип достатній для обробки, її не записують.

Фільтри винятків when

Після catch можна записати умову when: блок перехопить виняток, лише якщо умова істинна. Фільтр дозволяє по-різному обробляти винятки одного типу або перехопити кілька типів одним блоком:

int[] values = [10, 20, 30];
string[] requests = ["1", "7", "x"];

foreach (string request in requests)
{
    try
    {
        Console.WriteLine(values[int.Parse(request)]);
    }
    catch (Exception ex) when (ex is FormatException
                                 or IndexOutOfRangeException)
    {
        Console.WriteLine($"Запит «{request}»: {ex.GetType().Name}");
    }
}

Результат: 20, Запит «7»: IndexOutOfRangeException, Запит «x»: FormatException. Винятки інших типів цей блок не перехопить.