C#中常见的异常类有哪些？ - 详解

C# 中提供了丰富的异常类，这些类主要继承自 System.Exception 基类，可根据错误场景分为多个类别。以下是常见的异常类及其适用场景：

一、系统基础异常（继承自 System.SystemException）

这类异常与 .NET 运行时或系统操作相关，反映底层运行环境的错误。

1. NullReferenceException

   • 最常见的异常之一，当尝试访问 null 对象的成员时抛出。
   • 示例：string s = null; int len = s.Length;（s 为 null 时抛出）。

2. IndexOutOfRangeException

   • 访问数组、集合时索引超出有效范围时抛出。
   • 示例：int[] arr = {1,2,3}; int val = arr[3];（数组长度为 3，有效索引为 0-2）。

3. ArgumentOutOfRangeException

   • 方法参数值超出允许范围时抛出（与 IndexOutOfRangeException 的区别：前者针对参数，后者针对数组索引）。
   • 示例：List<int> list = new List<int>(); list.Insert(5, 10);（列表为空时插入索引 5 无效）。

4. ArgumentException（及子类）

   • 技巧参数无效时的基类，常用子类：
     • ArgumentNullException：参数为 null 但不允许为 null 时（如 string 参数必填）。
     • ArgumentOutOfRangeException：参数值超出范围（上文已提及）。
   • 示例：void SetAge(int age) { if (age < 0) throw new ArgumentOutOfRangeException(nameof(age)); }。

5. InvalidOperationException

   • 当对象状态不适合执行当前操作时抛出。
   • 示例：对未打开的 FileStream 调用 Read() 方法；迭代集合时修改集合（如 foreach 中 Add/Remove）。

6. NotSupportedException

   • 调用不支持的方法或操作时抛出。
   • 示例：对只读集合调用 Add() 方法。

7. NotImplementedException

   • 方法尚未搭建时的临时占位异常（常用于接口实现的草稿阶段）。
   • 示例：public void Save() { throw new NotImplementedException("保存功能待实现"); }。

二、IO 相关异常（继承自 System.IO.IOException）

处理文件、流、目录等操作时的错误。

1. FileNotFoundException

   • 尝试访问不存在的资料时抛出。
   • 示例：File.ReadAllText("不存在的文件.txt")。

2. DirectoryNotFoundException

   • 目录不存在时抛出（如操控路径中的目录无效）。

3. PathTooLongException

   • 文件或目录路径长度超过架构限制时抛出（如 Windows 中路径通常不能超过 260 字符）。

4. IOException（基类）

   • IO 操作失败的通用异常，其他 IO 异常均继承自它（如材料被占用、权限不足等）。

三、类型与转换相关异常

处理数据类型转换或类型处理时的错误。

1. InvalidCastException

   • 类型转换失败时抛出（通常发生在显式类型转换）。
   • 示例：object obj = "123"; int num = (int)obj;（字符串无法直接转为 int）。

2. FormatException

   • 数据格式不符合预期时抛出（如字符串转数字失败）。
   • 示例：int.Parse("abc")（“abc” 不是有效整数格式）。

3. OverflowException

   • 转换或运算结果超出目标类型范围时抛出（如整数溢出）。
   • 示例：int.MaxValue + 1（需在 checked 上下文才会抛出，默认可能不抛）。

四、集合与字典相关异常

针对集合、字典等数据结构的操作错误。

1. KeyNotFoundException

   • 访问字典中不存在的键时抛出。
   • 示例：Dictionary<string, int> dict = new Dictionary<string, int>(); var val = dict["key"];。

2. InvalidOperationException（集合场景）

   • 集合状态不允许操作时抛出，如：
     • 对只读集合调用 Add()。
     • 迭代 List 时调用 RemoveAt()。

五、网络相关异常（System.Net 命名空间）

处理网络操作时的错误。

1. WebException

   • HTTP 请求或网络操作失败时抛出（如连接超时、404 错误）。
   • 示例：new WebClient().DownloadString("https://无效地址.com")。

2. SocketException

   • 底层套接字执行失败时抛出（如端口被占用、连接被拒绝）。

六、其他常见异常

1. DivideByZeroException

   • 整数除法中除数为 0 时抛出（浮点数除法会得到 Infinity，不抛此异常）。
   • 示例：int result = 10 / 0;。

2. OutOfMemoryException

   • 内存不足，无法分配新对象时抛出（严重错误，通常难以恢复）。

3. StackOverflowException

   • 栈溢出（如无限递归调用）时抛出（无法被 try/catch 捕获，会直接终止程序）。

总结

C# 的异常类设计遵循“具体场景具体异常”的原则，采用时应：

1. 抛出具体异常：避免直接抛出 Exception，而是选择最匹配的子类（如参数为 null 时抛 ArgumentNullException）。
2. 针对性捕获：根据业务场景捕获特定异常（如文件操作捕获 FileNotFoundException），避免滥用 catch (Exception)。
3. 查看文档：不确定方法会抛出哪些异常时，可参考 .NET 官方文档（如 File.ReadAllText 的文档会说明可能抛出的异常）。

凭借合理使用异常类，能让错误信息更清晰，便于调试和疑问定位。