Видеокурсы по изучению языка программирования Swift. Подробнее

Обработка ошибок или Error-Handling

Если вы нашли опечатку в тексте, выделите ее и нажмите CTRL + ENTER.

Обработка ошибок - это процесс реагирования на возникновение ошибок и восстановление после появления ошибок в программе. Swift предоставляет первоклассную поддержку при генерации, вылавливании и переносе ошибок, устранении ошибок во время выполнения программы.

Некоторые операции не всегда гарантируют полное выполнение или конечный результат. Опционалы используются для обозначения отсутствия значения, но когда случается сбой, важно понять, что вызвало сбой, для того, чтобы соответствующим образом изменить код.

В качестве примера, рассмотрим задачу считывания и обработки данных из файла на диске. Задача может провалиться по нескольким причинам, в том числе: файл не существует по указанному пути, или файл не имеет разрешение на чтение, или файл не закодирован в необходимом формате. Отличительные особенности этих различных ситуаций позволяют программе решать некоторые ошибки самостоятельно и сообщать пользователю какие ошибки она не может решить сама.

Заметка

Обработка ошибок в Swift перекликается с шаблонами обработки ошибок, которые используются в классе NSError в Cocoa и Objective-C.

Отображение и генерация ошибок

В Swift ошибки отображаются значениями типов, которые соответствуют протоколу Error. Этот пустой протокол является индикатором того, что это перечисление может быть использовано для обработки ошибок.

Перечисления в Swift особенно хорошо подходят для группировки схожих между собой условий возникновения ошибок и соответствующих им значениaями, что позволяет получить дополнительную информацию о природе самой ошибке. Например, вот как отображаются условия ошибки работы торгового автомата внутри игры:

enum VendingMachineError: Error {
    case invalidSelection
    case insufficientFunds(coinsNeeded: Int)
    case outOfStock
}

Генерация ошибки позволяет указать, что произошло что-то неожиданное и обычное выполнение программы не может продолжаться. Для того чтобы «сгенерировать» ошибку, вы используете инструкцию throw. Например, следующий код генерирует ошибку, указывая, что пять дополнительных монет нужны торговому автомату:

throw VendingMachineError.insufficientFunds(coinsNeeded: 5)

Обработка ошибок

Когда генерируется ошибка, то фрагмент кода, окружающий ошибку, должен быть ответственным за ее обработку: например, он должен исправить ее, или испробовать альтернативный подход, или просто информировать пользователя о неудачном исполнении кода.

В Swift существует четыре способа обработки ошибок. Вы можете передать (propagate) ошибку из функции в код, который вызывает саму эту функцию, обработать ошибку, используя инструкцию do-catch, обработать ошибку, как значение опционала, или можно поставить утверждение, что ошибка в данном случае исключена. Каждый вариант будет рассмотрен далее.

Когда функция генерирует ошибку, последовательность выполнения вашей программы меняется, по этому важно сразу обнаружить место в коде, которое может генерировать ошибки. Для того, чтобы выяснить где именно это происходит, напишите ключевое слово try - или варианты try? или try!- до куска кода, вызывающего функцию, метод или инициализатор, который может генерировать ошибку. Эти ключевые слова описываются в следующем параграфе:

Заметка

Обработка ошибок в Swift напоминает обработку исключений (exceptions) в других языках, с использованием ключевых слов try, catch и throw. В отличие от обработки исключений во многих языках, в том числе и в Objective-C- обработка ошибок в Swift не включает разворачивание стека вызовов, то есть процесса, который может быть дорогим в вычислительном отношении. Таким образом, производительные характеристики инструкции throw сопоставимы с характеристиками оператора return.

Передача ошибки с помощью генерирующей функции

Чтобы указать, что функция, метод или инициализатор могут генерировать ошибку, вам нужно написать ключевое слово throws в реализации функции после ее параметров. Функция, отмеченная throws называется генерирующей функцией. Если у функции установлен возвращаемый тип, то вы пишете ключевое слово throws перед стрелкой возврата (->).

func canThrowErrors() throws -> String
func cannotThrowErrors() -> String

Генерирующая функция передает ошибки, которые возникают внутри нее в область вызова этой функции.

Заметка

Только генерирующая ошибку функция может передавать ошибки. Любые ошибки, сгенерированные внутри non-throwing функции, должны быть обработаны внутри самой функции.

В приведенном ниже примере VendingMachine класс имеет vend(itemNamed:) метод, который генерирует соответствующую VendingMachineError, если запрошенный элемент недоступен, его нет в наличии, или имеет стоимость, превышающую текущий депозит:

struct Item {
    var price: Int
    var count: Int
}
 
class VendingMachine {
    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 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)
        }
        
        coinsDeposited -= item.price
        
        var newItem = item
        newItem.count -= 1
        inventory[name] = newItem
        
        print("Dispensing \(name)")
    }
}

Реализация vend(itemNamed:) метода использует оператор guard для раннего выхода из метода и генерации соответствующих ошибок, если какое-либо требование для приобретения закуски не будет выполнены. Потому что инструкция throw мгновенно изменяет управление программой, и выбранная позиция будет куплена, только если все эти требования будут выполнены.

Поскольку vend(itemNamed:) метод передает все ошибки, которые он генерирует, вызывающему его коду, то они должны быть обработаны напрямую, используя оператор do-catch, try? или try!, или должны быть переданы дальше. Например, buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:) в примере ниже- это тоже генерирующая функция, и любые ошибки, которые генерирует метод vend(itemNamed:), будут переноситься до точки, где будет вызываться функция buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:).

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)
}

В этом примере, функция buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:) подбирает любимые закуски данного человека и пытается их купить, вызывая vend(itemNamed:) метод. Поскольку метод vend(itemNamed:) может сгенерировать ошибку, он вызывается с ключевым словом try перед ним.

Генерирующие ошибку инициализаторы могут распространять ошибки таким же образом, как генерирующие ошибку функции. Например, инициализатор структуры PurchasedSnack в списке ниже вызывает генерирующую ошибку функции как часть процесса инициализации, и он обрабатывает любые ошибки, с которыми сталкивается, путем распространения их до вызваюещго его объекта.

struct PurchasedSnack {
    let name: String
    init(name: String, vendingMachine: VendingMachine) throws {
        try vendingMachine.vend(itemNamed: name)
        self.name = name
    }
}

Обработка ошибок с использование do-catch

Используйте инструкцию do-catch для обработки ошибок, запуская блок кода. Если выдается ошибка в коде условия do, она соотносится с условием catch для определения того, кто именно сможет обработать ошибку.

Вот общий вид условия do-catch:

do {
    try выражение
    выражение
} catch шаблон 1 {
    выражение
} catch шаблон 2  where условие{
    выражение
}

Вы пишете шаблон после ключевого слова catch, чтобы указать какие ошибки могут обрабатываться данным пунктом этого обработчика. Если условие catch не имеет своего шаблона, то оно подходит под любые ошибки и связывает ошибки к локальной константе error. Более подробно о соответствии шаблону см. Шаблоны.

Условие catch не обязательно должно обрабатывать всевозможные ошибки, которые могут быть сгенерированы в условии do. Если ни одно из условий catch не обрабатывает ошибку, то ошибка переносится в окружающую область. Тем не менее, ошибка должна обрабатываться либо окружающей областью, либо заключением в условие do-catch, обрабатывающим ошибку или находиться внутри throw функции. Например, следующий код обрабатывает все три случая в перечислении VendingMachineError, но все другие ошибки должны быть обработаны окружающей областью:

var vendingMachine = VendingMachine()
vendingMachine.coinsDeposited = 8
do {
    try buyFavoriteSnack(person: "Alice", vendingMachine: vendingMachine)
} catch VendingMachineError.invalidSelection {
    print("Ошибка выбора.")
} catch VendingMachineError.outOfStock {
    print("Нет в наличии.")
} catch VendingMachineError.insufficientFunds(let coinsNeeded) {
    print("Недостаточно средств. Пожалуйста вставьте еще \(coinsNeeded) монетки.")
}
// Выведет "Недостаточно средств. Пожалуйста вставьте еще 2 монетки.

В приведенном выше примере, buyFavoriteSnack(person:vendingMachine:) функция вызывается в выражении try, потому что она может сгенерировать ошибку. Если генерируется ошибка, выполнение немедленно переносится в условия catch, которые принимают решение о продолжении передачи ошибки. Если ошибка не генерируется, остальные операторы do выполняются.


Преобразование ошибок в опциональные значения

Вы можете использовать try? для обработки ошибки, преобразовав ее в опциональное значение. Если ошибка генерируется при условии try?, то значение выражения вычисляется как nil. Например, в следующем коде x и y имеют одинаковые значения и поведение:

func someThrowingFunction() throws -> Int {
    // ...
}
 
let x = try? someThrowingFunction()
 
let y: Int?
do {
    y = try someThrowingFunction()
} catch {
    y = nil
}

Если someThrowingFunction() генерирует ошибку, значение x и y равно nil. В противном случае значение x и y - это возвращаемое значение функции. Обратите внимание, что x и y являются опциональными, независимо от того какой тип возвращает функция someThrowingFunction().

Использование try? позволяет написать краткий код обработки ошибок, если вы хотите обрабатывать все ошибки таким же образом. Например, следующий код использует несколько попыток для извлечения данных или возвращает nil, если попытки неудачные.

func fetchData() -> Data? {
    if let data = try? fetchDataFromDisk() { return data }
    if let data = try? fetchDataFromServer() { return data }
    return nil
}

Запрет на передачу ошибок

Иногда вы знаете, что функции throw или методы не сгенерируют ошибку во время исполнения. В этих случаях, вы можете написать try! перед выражением для запрета передачи ошибки и завернуть вызов в утверждение того, что ошибка точно не будет сгенерирована. Если ошибка на самом деле сгенерирована, вы получите сообщение об ошибке исполнения.

Например, следующий код использует loadImage(atPath:) функцию, которая загружает ресурс изображения по заданному пути или генерирует ошибку, если изображение не может быть загружено. В этом случае, поскольку изображение идет вместе с приложением, сообщение об ошибке не будет сгенерировано во время выполнения, поэтому целесообразно отключить передачу ошибки.

let photo = try! loadImage(atPath: "./Resources/John Appleseed.jpg")

Установка действий по очистке (Cleanup)

Вы используете оператор defer для выполнения набора инструкций перед тем как исполнения кода не оставит текущий блок. Это позволяет сделать любую необходимую очистку, которая должна быть выполнена, независимо от того, как именно это произойдет — либо он покинет из-за сгенерированной ошибки или из-за оператора, такого как break или return. Например, вы можете использовать defer, чтобы удостовериться, что файл дескрипторов закрыт и выделительная память вручную освобождена.

Оператор defer откладывает выполнение, пока не происходит выход из текущей области. Этот оператор состоит из ключевого слова defer и выражений, которые должны быть выполнены позже. Отложенные выражения могут не содержать кода, изменяющего контроль исполнения изнутри наружу, при помощи таких операторов как break или return, или просто генерирующего ошибку. Отложенные действия выполняются в обратном порядке, как они указаны, то есть, код в первом операторе defer выполняется после кода второго, и так далее.

func processFile(filename: String) throws {
    if exists(filename) {
        let file = open(filename)
        defer {
            close(file)
        }
        while let line = try file.readline() {
            // работаем с файлом.
        }
        // close(file) вызывается здесь, в конце зоны видимости.
    }
}

Приведенный выше пример использует оператор defer, чтобы удостовериться, что функция open(_:) имеет соответствующий вызов и для close(_:).

Заметка

Вы можете использовать оператор defer, даже если не используете кода обработки ошибок.

 

Swift: 
3.0