不算“真正的語言”？詳說Swift 2.0中的錯誤處理

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蘋果公司在今年的全球開發人員大會（Worldwide Developers Conference, WWDC）上宣布推出Swift2.0，該語言的首席架構師Chris Lattner表示，Swift 2.0主要在語言基本文法、安全性和格式美觀度這三方面進行了改進。除了這些新的功能特性，還有對文法的最佳化、修飾及美化，最後是Swift 1.x中最具影響力的錯誤處理機制。

這是因為你根本無法迴避它。如果打算使用Swift 2.0的話，必須接受錯誤處理這樣的機制，並且錯誤處理機制將改變Cocoa和Cocoa Touch架構中使用NSError與方法互動的方式。

曆史一瞬：不起眼的開端

我們都知道，Swift語言作為Objective-C當前替代語言被推出，是OS X和iOS應用程式開發的“通用語”。在最初的版本中，Objective-C沒有原生的異常處理機制。後來通過添加NSException類，還有 NS_DURING， NS_HANDLER和 NS_ENDHANDLER宏才有了異常處理。這種方案現在被稱為“經典的異常處理”，還有這些宏都是基於setjmp()和longjmp()這兩個C語言函數的。

異常捕獲（exception-catching）看起來如下所示，在NS_DURING和NS_HANDLER宏之間拋出的任何異常都將會導致在NS_HANDLER和NS_ENDHANDLER宏之間執行相應的代碼。

 

[cpp] view plaincopy 

1. NS_DURING  
2.     // Call a dangerous method or function that raises an exception:  
3.     [obj someRiskyMethod];  
4. NS_HANDLER  
5.     NSLog(@"Oh no!");  
6.     [anotherObj makeItRight];  
7. NS_ENDHANDLER  

 

下面是立刻能觸發拋出異常的方法（現在仍然可用）：

 

[cpp] view plaincopy 

1. - (void)someRiskyMethod  
2. {  
3.     [NSException raise:@"Kablam"  
4.                 format:@"This method is not implemented yet. Do not call!"];  
5. }  

 

可以想象，這種手工處理異常的方式戲弄的是早期Cocoa架構程式開發人員。但是這些程式員還不至於到這份兒上，因為他們很少使用這種方式。無論在Cocoa還是Cocoa Touch架構下，異常通常都被歸為災難性的，不可恢複的錯誤，比如程式員造成的錯誤。上面的-someRiskyMethod就是很好的例子，由於實現部分沒有準備好而引發了異常。在Cocoa和Cocoa Touch架構中，可恢複的錯誤由稍後討論的NSError類來處理。

原生的異常處理

我想由於Objective-C中的經典異常處理機制對應的手工處理方式讓人感覺鬧心，於是蘋果公司在Mac OS X 10.3（2003年10月）中發布了原生的異常處理機制，彼時還沒有iOS系統。這本質上是將C++的異常處理嫁接到了Objective-C。異常處理的結構目前看起來是這樣的：

 

[cpp] view plaincopy 

1. @try {  
2.     [obj someRiskyMethod];  
3. }  
4. @catch (SomeClass *exception) {  
5.     // Handle the error.  
6.     // Can use the exception object to gather information.  
7. }  
8. @catch (SomeOtherClass *exception) {  
9.     // ...  
10. }  
11. @catch (id allTheRest) {  
12.     // ...  
13. }  
14. @finally {  
15.     // Code that is executed whether an exception is thrown or not.  
16.     // Use for cleanup.  
17. }  

 

原生的異常處理使你有機會為每個異常類型指定不同@catch部分。無論@try結果如何，@finally都要執行其對應的代碼。

儘管原生的異常處理如所預期的那樣拋出一個NSException異常，但是最明確的方法還是“@throw <expression>;”語句。通常你拋出的是NSException執行個體，但說不定什麼對象會被拋出。

NSError

儘管Objective-C原生與經典的異常處理有許多優點，但Cocoa和Cocoa Touch架構應用程式開發人員仍然很少使用異常，而是限制程式出現程式員所導致的不可恢複的錯誤。使用NSError類處理可恢複的錯誤，這種方法早於使用異常處理。Swift 1.x也繼承了NSError的樣式。

在Swift 1.x中，Cocoa和Cocoa Touch的方法和函數可能不會返回一個布爾類型的false或者nil來表示一個失敗（failure）的對象。另外，NSErrorPointer對象會被當作一個參數返回特定的失敗資訊。下面是個典型的例子：

 

[cpp] view plaincopy 

1. // A local variable to store an error object if one comes back:  
2. var error: NSError?  
3. // success is a Bool:  
4. let success = someString.writeToURL(someURL,  
5.                                     atomically: true,  
6.                                     encoding: NSUTF8StringEncoding,  
7.                                     error: &error)  
8. if !success {  
9.     // Log information about the error:  
10.     println("Error writing to URL: \(error!)")  
11. }  

 

程式員所導致的錯誤可以用Swift標準庫（Swift Standard Library）函數fatalError("Error message”)來標記，將其在控制台記錄為錯誤訊息並無條件中止執行。還可以使用assert(), assertionFailure(), precondition()和preconditionFailure()這些函數。

Swift第一次發布時，一些非蘋果平台開發人員已經準備好了火把和乾草叉。他們聲稱Swift不能算是“真正的語言”，因為它缺乏異常處理。但是，Cocoa和Cocoa Touch社區對此不予理睬，我們知道NSError和NSException那個時候就存在了。就我個人而言，我相信蘋果公司仍然在思考實現錯誤和異常處理的正確方式。我還認為直到問題解決了，蘋果公司才會公開Swift源碼。這一切問題在Swift 2.0中全被掃清了。

Swift 2.0中的錯誤處理

在Swift 2.0中，如果想要拋出錯誤，那麼拋出的對象必須符合ErrorType協議。可能正如你所願，NSError就符合該協議。枚舉在這裡用來給錯誤進行分類。

 

[cpp] view plaincopy 

1. enum AwfulError: ErrorType {  
2.     case Bad  
3.     case Worse  
4.     case Terrible  
5. }  

 

然後如果一個可能拋出一個或多個錯誤的函數或方法會被throws關鍵字標記：

 

[cpp] view plaincopy 

1. func doDangerousStuff() throws -> SomeObject {  
2.     // If something bad happens throw the error:  
3.     throw AwfulError.Bad  
4.   
5.     // If something worse happens, throw another error:   
6.     throw AwfulError.Worse  
7.   
8.     // If something terrible happens, you know what to do:   
9.     throw AwfulError.Terrible  
10.   
11.     // If you made it here, you can return:  
12.     return SomeObject()  
13. }  

 

為了捕獲錯誤，新型的do-catch語句出現了：

 

[cpp] view plaincopy 

1. do {  
2.     let theResult = try obj.doDangerousStuff()  
3. }  
4. catch AwfulError.Bad {  
5.     // Deal with badness.  
6. }  
7. catch AwfulError.Worse {  
8.     // Deal with worseness.  
9. }  
10. catch AwfulError.Terrible {  
11.     // Deal with terribleness.  
12. }  
13. catch ErrorType {  
14.     // Unexpected error!  
15. }  

 

這個do-catch語句和switch語句有一些相似之處，被捕獲的錯誤詳盡無遺，因此你可以使用這種樣式來捕獲拋出的錯誤。還要注意關鍵字try的使用。它是為了明確地標示拋出的程式碼，因此當閱讀代碼的時候，你能夠立刻找到錯誤在哪裡。

關鍵字try的變體是“try!”。這個關鍵字大概也適用於那些程式員導致的錯誤。如果使用“try!”標記一個被調用的拋出對象中的方法，你等於告訴編譯器這個錯誤永遠不會發生，並且你也不需要捕獲它。如果該語句本身產生了錯誤（error），應用程式會停止執行，那麼你就要開始調試了。

 

[cpp] view plaincopy 

1. let theResult = try! obj.doDangerousStuff()  

 

與Cocoa和Cocoa Touch架構間的互動

現在的問題是，你如何在Swift 2.0中處理爺爺級的NSError API呢？蘋果公司已經在Swift 2.0中為統一程式碼為作了大量工作，並且已經為未來寫入Swift的架構準備方法。Cocoa和Cocoa Touch中可以產生NSError執行個體的方法和函數有蘋果公司的簽名（ signature），可以自動轉換為Swift新的錯誤處理方式。

例如，這個NSString的構造器（ initializer）在Swift 1.x中就有以下籤名：

 

[cpp] view plaincopy 

1. convenience init?(contentsOfFile path: String,  
2.                   encoding enc: UInt,  
3.                   error error: NSErrorPointer)  

 

Swift 2.0中，簽名被轉換成：

 

[js] view plaincopy 

1. convenience init(contentsOfFile path: String,  
2.                  encoding enc: UInt) throws  

 

注意：在Swift 2.0中，構造器不再被標記為failable，它並不需要NSErrorPointer來做參數，而是使用拋出異常的方式顯式地指示潛在的失敗。

下面的例子使用了這種新的簽名：

 

[cpp] view plaincopy 

1. do {  
2.     let str = try NSString(contentsOfFile: "Foo.bar",  
3.                            encoding: NSUTF8StringEncoding)  
4. }  
5. catch let error as NSError {  
6.     print(error.localizedDescription)  
7. }  

 

注意錯誤是如何被捕獲的，並且如何被轉換成了一個NSError執行個體，這樣你就可以擷取與其相似API的資訊了。事實上，任何ErrorType類型的執行個體都可以轉換成NSError類型。

最後說說@finally

細心的讀者可能已經注意到，Swift 2.0引入了一個新的do-catch語句，而不是do-catch-finally。不管是否捕捉到錯誤的情況下，你如何指定必須啟動並執行代碼呢？為此，現在可以使用defer語句，用來延遲代碼塊的執行直到當前的範圍結束。

 

[cpp] view plaincopy 

1. // Some scope:  
2. {  
3.     // Get some resource.  
4.   
5.     defer {  
6.         // Release resource.  
7.     }  
8.   
9.     // Do things with the resource.  
10.     // Possibly return early if an error occurs.  
11.   
12. } // Deferred code is executed at the end of the scope.  

 

Swift 2.0將Cocoa和Cocoa Touch的錯誤處理機制凝聚為具有現代風格的用法，這是一項偉大的工作，也會使許多程式員倍感親切。統一行為是不錯的定位，會使Swift語言和其所繼承的架構逐步發展。

（翻譯/白雲鵬 友情審校/汪洋）

文章來源：Big Nerd Ranch

作者簡介：Juan Pablo Claude，來自智利首都聖地亞哥，畢業於美國北卡羅萊納大學教堂山分校（University of North Carolina at Chapel Hill），獲化學博士學位，後入阿拉巴馬大學伯明翰分校（University of Alabama at Birmingham）任教。2005年底作為Cocoa和Django架構程式開發人員加入Big Nerd Ranch。此前，有過DOS環境下C編程，Windows環境下使用C++編寫資料分析應用程式的經曆。

譯者簡介：白雲鵬，行動裝置 App開發人員，個人部落格：http://baiyunpeng.com。

 

不算“真正的語言”？詳說Swift 2.0中的錯誤處理