Swift 异常处理

异常的由来

在写代码的过程中，我们不能保证自己的每一行代码，都能够正确地执行。不能保证每一个函数，都会返回我们所期望的值。所以很多编程语言，都引入了异常处理机制，来让我们得知执行失败的原因，从而可以做出应对。

举例：在读取某个磁盘中的文件时，可能遇到打开磁盘失败，文件不存在等错误。

使用可选来处理简单的异常

在 Swift 中有可选的机制，可以解决函数返回不成功的问题，我们经常写出如下代码：

/// 计算
func caculator() -> Double? {
    // XXX
}

然后调用这个函数

if let result = caculator() {
    print(result)
} else {
    print("计算错误")
}

通过可选机制，可以应对一些简单的错误处理。当返回了正确的值，我们可以进行下一步操作，当返回nil，则表示计算过程中发生了错误。但是当出现问题的原因比较多的时候，nil的表现力就显得很弱。所以，接下来介绍异常处理。

认识异常处理

假设有这样一个场景：汽车启动，当使用的钥匙正确，才能开启汽车。当燃油大于5升才可以成功启动，否则启动不成功。

我们首先定义一个枚举，来描述汽车启动失败可能的每种情况。针对燃油不足的情况，我们还设置了关联值来提醒用户还差多少油才能启动。

// 描述汽车出问题的各种情况
enum CarError: Error {
    case keyError    // 钥匙不对
    case outOfFuel(fuelNeed: Double)    // 燃油不足
}

接着定义汽车模型。

struct Car {
    // 当前燃油
    var fuelInLitre: Double
    // 汽车的钥匙
    var keyName: String

    // 启动汽车
    func start() throws -> String {
        guard keyName == "trueKey" else {
            throw CarError.keyError
        }
        guard fuelInLitre > 5 else {
            throw CarError.outOfFuel
        }
        return "启动成功"
    }
}

假设正确的钥匙名称为trueKey。这里使用了throws关键字，来表示start方法在执行过程中，可能会抛出异常。throws需要写在->前面。

接着，尝试调用以上的代码。

let car = Car(fuelInLitre: 6, keyName: "trueKey")
do {
    let message = try car.start()
    print(message)
} catch CarError.keyError {
    print("钥匙不正确")
} catch CarError.outOfFuel(let fuelNeed) {
    print("燃油不足，还需要：\(fuelNeed)")
} catch {
    print("发生了其他错误")
}

我们先是定义了一个Car的实例，接着尝试调用start方法，因为这个方法可能会抛出异常，所以必须包含在do的代码块里面，在调用方法前面加上try关键字。调用完毕后，我们就当这个方法能调用成功，继续写成功之后的代码，输出启动信息。

接着使用catch关键字，来捕获可能抛出的异常，并对异常进行处理，我们可能会打印错误日志，或者提示一些有用的信息。

事实上我们只定义了两种可能发生的异常，但是编译时Xcode 9会报错，必须在最后面再加一个catch来表示发了生其他的错误，有点类似于switch语句最后那个default。

其他补充

除了try关键字，还有try?和try!关键字。try?和可选机制很类似，当方法抛出异常，就会返回一个nil。
还是上面汽车启动的例子，我们可以这样写：

let car = Car(fuelInLitre: 3, keyName: "trueKey")
if let message = try? car.start() {
    print(message)
} else {
    print("启动错误，具体原因不知")
}

就不去判断那么多的异常情况，如果返回nil，就代表发生了异常，具体原因不关心。

try!关键字和强制解包很类似，当你认为某个方法一定能执行成功不会抛出异常时，就用它。但是万一抛出了异常，那么程序就崩溃。

let car = Car(fuelInLitre: 6, keyName: "trueKey")
// 强制执行，如果失败，程序直接崩溃
let message = try! car.start()
print(message)

在介绍defer关键字之前，假设：当我们尝试开启一辆汽车，无论启动成功，或是启动失败，都会在最后关闭车门。首先为Car模型新增一个方法closeDoor()。

func closeDoor() {
    print("关好车门")
}

然后使用defer关键字，调用。

// 打开了汽车的车门
let car = Car(fuelInLitre: 6, keyName: "trueKey")
// 延时执行，无论 start 方法执行成功或者失败，我们都调用方法来关闭车门
defer {
    car.closeDoor()
}
do {
    let message = try car.start()
    print(message)
} catch CarError.keyError {
    print("钥匙不正确")
} catch CarError.outOfFuel(let fuelNeed) {
    print("燃油不足，还需要：\(fuelNeed)")
} catch {
    print("发生了其他错误")
}

defer关键字，当你的代码无论是正常的执行了，或者是抛出了异常，都会去调用defer代码块里面的语句，多用于做一些清理的工作。

上面的例子比较牵强，另外举一个十分常见的场景：我们尝试打开磁盘，去读取某个文件时，无论读取成功还是失败，都会在最后关闭磁盘。