Swift 中的错误处理机制是什么？如何使用 throws、throw、try、catch？

Swift 中的错误处理机制是什么？如何使用 throws、throw、try、catch 处理错误？

Swift 提供了一套完整的错误处理机制，允许开发者优雅地处理运行时错误。Swift 的错误处理模型与异常处理类似，但更加类型安全和可控。

错误定义：

• 使用 Error 协议定义错误类型
• 可以使用枚举定义具体的错误情况
• 可以关联错误信息
• 示例：

  swift
  enum NetworkError: Error {
      case invalidURL
      case requestFailed(Int)
      case noData
      case decodingError
  }
  
  enum FileError: Error {
      case notFound
      case permissionDenied
      case corrupted
  }

抛出错误：

• 使用 throws 关键字标记可能抛出错误的函数
• 使用 throw 关键字抛出错误
• 示例：

  swift
  func fetchData(from urlString: String) throws -> Data {
      guard let url = URL(string: urlString) else {
          throw NetworkError.invalidURL
      }
      
      let (data, response) = try URLSession.shared.data(from: url)
      
      guard let httpResponse = response as? HTTPURLResponse else {
          throw NetworkError.requestFailed(0)
      }
      
      guard httpResponse.statusCode == 200 else {
          throw NetworkError.requestFailed(httpResponse.statusCode)
      }
      
      return data
  }

处理错误：

1. 使用 try-catch：

   swift
   do {
       let data = try fetchData(from: "https://api.example.com/data")
       print("Data received: \(data)")
   } catch NetworkError.invalidURL {
       print("Invalid URL")
   } catch NetworkError.requestFailed(let statusCode) {
       print("Request failed with status: \(statusCode)")
   } catch {
       print("Unexpected error: \(error)")
   }

2. 使用 try?：

   • 将错误转换为可选值
   • 如果发生错误，返回 nil
   • 示例：

     swift
     let data = try? fetchData(from: "https://api.example.com/data")
     if let data = data {
         print("Data received: \(data)")
     } else {
         print("Failed to fetch data")
     }

3. 使用 try!：

   • 强制解包，确定不会抛出错误时使用
   • 如果抛出错误，会触发运行时错误
   • 示例：

     swift
     let data = try! fetchData(from: "https://api.example.com/data")
     print("Data received: \(data)")

defer 语句：

• 在代码块退出前执行清理操作
• 无论是否发生错误都会执行
• 示例：

  swift
  func processFile(at path: String) throws {
      let fileHandle = try FileHandle(forReadingFrom: URL(fileURLWithPath: path))
      defer {
          fileHandle.closeFile()
      }
      
      let data = fileHandle.readDataToEndOfFile()
      return data
  }

rethrow：

• 将捕获的错误重新抛出
• 用于包装函数
• 示例：

  swift
  func processData(_ urlString: String) throws -> Data {
      let data = try fetchData(from: urlString)
      return data
  }

Result 类型：

• 使用 Result<Success, Failure> 类型处理错误
• 更函数式的错误处理方式
• 示例：

  swift
   func fetchDataResult(from urlString: String) -> Result<Data, Error> {
       guard let url = URL(string: urlString) else {
           return .failure(NetworkError.invalidURL)
       }
       
       let (data, response) = URLSession.shared.synchronousData(with: url)
       return .success(data)
   }
   
   switch fetchDataResult(from: "https://api.example.com/data") {
   case .success(let data):
       print("Data received: \(data)")
   case .failure(let error):
       print("Error: \(error)")
   }

最佳实践：

1. 使用枚举定义清晰的错误类型
2. 为错误添加关联值提供更多信息
3. 使用 try? 处理可恢复的错误
4. 使用 defer 确保资源正确释放
5. 在适当的地方使用 Result 类型