練習：建立和擲回例外狀況

14 分鐘

開發人員通常需要在方法內建立並拋出例外狀況，然後在呼叫堆疊中較深的位置攔截並處理這些例外狀況。例外狀況處理可協助您確保應用程式的穩定性。

在本練習中，您將從範例應用程式開始，其中包含呼叫方法內的潛在錯誤狀況。當您的更新方法偵測到問題時，將會 throw 引發例外。例外狀況將會在呼叫方法的程式代碼區塊中 catch 處理。結果是提供更佳用戶體驗的應用程式。

建立新的程式代碼專案

第一個步驟是建立可在本課程模組期間使用的程式代碼專案。

開啟新的 Visual Studio Code 執行個體。
在 [檔案] 功能表上，選取 [開啟資料夾]。
在 [ 開啟資料夾] 對話框中，流覽至您的 Windows Desktop 資料夾。
在 [ 開啟資料夾] 對話框中，選取 [ 新增資料夾]。
將新資料夾命名為 ThrowExceptions101，然後選取 [ 選取資料夾]。
在 [終端機] 功能表上，選取 [新增終端機]。

您將使用 .NET CLI 命令來建立新的控制台應用程式。
在終端機面板命令提示字元中，輸入下列命令：
```
dotnet new console
```
關閉終端面板。

檢閱範例應用程式

使用下列步驟來載入和檢閱範例應用程式。

開啟 Program.cs 檔案。
在 [檢視] 功能表上，選取 [命令選擇區]。
在命令提示字元中，輸入 .net:g ，然後選取 [.NET]：產生用於建置和偵錯的資產。

使用下列程式碼取代 Program.cs 檔案的內容:

// Prompt the user for the lower and upper bounds
Console.Write("Enter the lower bound: ");
int lowerBound = int.Parse(Console.ReadLine());

Console.Write("Enter the upper bound: ");
int upperBound = int.Parse(Console.ReadLine());

decimal averageValue = 0;

// Calculate the sum of the even numbers between the bounds
averageValue = AverageOfEvenNumbers(lowerBound, upperBound);

// Display the value returned by AverageOfEvenNumbers in the console
Console.WriteLine($"The average of even numbers between {lowerBound} and {upperBound} is {averageValue}.");

// Wait for user input
Console.ReadLine();

static decimal AverageOfEvenNumbers(int lowerBound, int upperBound)
{
    int sum = 0;
    int count = 0;
    decimal average = 0;

    for (int i = lowerBound; i <= upperBound; i++)
    {
        if (i % 2 == 0)
        {
            sum += i;
            count++;
        }
    }

    average = (decimal)sum / count;

    return average;
}

花一分鐘的時間檢閱程序代碼。

請注意，應用程式會執行下列工作：
1. 最上層語句會使用 Console.ReadLine() 語句來取得 lowerBound 和 upperBound 的值。
2. 最上層語句在呼叫lowerBound方法時，會傳遞upperBound和AverageOfEvenNumbers作為參數。
3. 方法 AverageOfEvenNumbers 會執行下列工作：
  1. 宣告計算中使用的局部變數。
  2. 使用for迴圈來計算lowerBound和upperBound之間的偶數總和。總和會儲存在中 sum。
  3. 計算總和中包含的數位數目。計數會儲存在中 count。
  4. 將加總數位的平均值儲存在名為 average的變數中。傳回的值是 average 。
4. 最上層語句會將傳 AverageOfEvenNumbers 回的值列印至主控台，然後暫停執行。

設定偵錯環境

範例應用程式會從主控台讀取使用者輸入。 [偵錯主控台] 面板不支援從主控台讀取輸入。您必須先更新 launch.json 檔案，才能在調試程式中執行此應用程式。

使用 EXPLORER 檢視來開啟 launch.json 檔案。
在 launch.json 檔案中，更新 console 屬性，如下所示:
```
// For more information about the 'console' field, see https://aka.ms/VSCode-CS-LaunchJson-Console
"console":"integratedTerminal",
```
console 屬性的預設值為 internalConsole，對齊於偵錯主控台面板。不幸的是，[偵錯控制台] 面板不支援主控台輸入。此 integratedTerminal 設定會對齊支援主控台輸入和輸出的 [終端機] 面板。
將變更儲存至 launch.json 檔案，然後關閉檔案。
在 Visual Studio Code 上，[執行] 功能表，選取 [開始偵錯]。
切換至 [終端機] 面板。
在 [下限] 提示字元中，輸入 3
在 [上限] 提示字元中，輸入 11
請注意，應用程式會顯示下列訊息，然後暫停：
```
The average of even numbers between 3 and 11 is 7.
```
若要結束應用程式，請按 Enter。

在 AverageOfEvenNumbers 方法中拋出例外

方法 AverageOfEvenNumbers 預期上限大於下限。 DivideByZero如果下限大於或等於上限，就會發生錯誤。

當下限大於或等於上限時，您必須更新 AverageOfEvenNumbers 方法，以擲回例外狀況。

請花一分鐘時間來考慮您要如何處理問題。

其中一個選項是將 average 的計算包裝在 try 程式碼區塊內，並在發生例外狀況時 catchDivideByZero。您可以重新擲回例外狀況，然後在呼叫的程式碼中加以處理。

另一個選項是在開始計算之前評估輸入參數。如果 lowerBound 大於或等於 upperBound，您可以擲回例外狀況。

在開始計算之前評估參數並擲回例外狀況是較佳的選擇。
請考慮要擲回的例外狀況類型。

有兩種與問題相符的例外狀況類型：
- ArgumentOutOfRangeExceptionArgumentOutOfRangeException- 只有當自變數的值超出叫用方法所定義的允許值範圍之外時，才應該擲回例外狀況類型。雖然AverageOfEvenNumbers未明確定義lowerBound和upperBound的允許範圍，但lowerBound的值確實暗示了upperBound的允許範圍。
- InvalidOperationExceptionInvalidOperationException：只有在方法的作業條件不支援特定方法呼叫成功完成時，才應該擲回例外狀況類型。在此情況下，作業條件是由方法的輸入參數所建立。
當您有兩個以上的例外狀況類型可供選擇時，請選取更貼近問題的例外狀況類型。在此情況下，這兩個例外狀況類型會與問題一致。

當您有兩個或多個符合問題的例外狀況類型時，請選取範圍最窄的例外狀況類型。 ArgumentOutOfRangeException 例外狀況類型的範圍是傳遞至方法的引數。 InvalidOperationException例外狀況類型是依照方法的運作條件而定。在此情況下， ArgumentOutOfRangeException 例外狀況類型的範圍會比 InvalidOperationException 例外狀況類型更窄。

方法 AverageOfEvenNumbers 應該會擲回 ArgumentOutOfRangeException 例外狀況。
在 AverageOfEvenNumbers 方法的頂端，若要偵測上限問題，請更新您的程式碼，如下所示：
```
if (lowerBound >= upperBound)
{

}

int sum = 0;    
```
若要建立並擲回 ArgumentOutOfRangeException 例外狀況，請更新 if 程式碼區塊，如下所示：
```
if (lowerBound >= upperBound)
{
    throw new ArgumentOutOfRangeException("upperBound", "ArgumentOutOfRangeException: upper bound must be greater than lower bound.");
}
```
此程式代碼行會初始化類別ArgumentOutOfRangeException的新實例，使用導致例外狀況的輸入參數名稱以及指定的錯誤訊息。

捕捉呼叫代碼中的例外狀況

盡可能在可以處理的呼叫堆疊層級攔截例外狀況。在此範例應用程式中，方法的參數 AverageOfEvenNumbers 可以在呼叫方法中管理（最上層語句）。

向上捲動至最上層陳述式。

若要將 AverageOfEvenNumbers 方法呼叫和 Console.WriteLine 語句括在 try 程式區塊中，請按如下更新您的程式碼。

try
{
    // Calculate the sum of the even numbers between the bounds
    averageValue = AverageOfEvenNumbers(lowerBound, upperBound);

    // Display the result to the user
    Console.WriteLine($"The average of even numbers between {lowerBound} and {upperBound} is {averageValue}.");
}

若要建立相關聯的 catch 子句，請輸入下列程序代碼：
```
catch(ArgumentOutOfRangeException ex)
{

}
```
請花一分鐘時間考慮如何處理例外狀況。

若要處理此例外狀況，您的程式代碼必須執行下列動作：
- 向使用者說明問題。
- 為 upperBound 獲取一個新值。
- 使用新的 AverageOfEvenNumbers 來呼叫 upperBound。
- 如果提供的新 catch 仍然小於或等於 upperBound，請繼續執行 lowerBound 例外狀況。
繼續處理 catch 這個例外狀況需要使用迴圈。由於您想要至少呼叫 AverageOfEvenNumbers 方法一次，因此應該使用 do 迴圈。

若要將 try 和 catch 區塊包在 do 迴圈內，請按以下方式更新您的程式碼：

do
{
    try
    {
        // Calculate the sum of the even numbers between the bounds
        averageValue = AverageOfEvenNumbers(lowerBound, upperBound);

        // Display the result to the user
        Console.WriteLine($"The average of even numbers between {lowerBound} and {upperBound} is {averageValue}.");
    }
    catch (ArgumentOutOfRangeException ex)
    {

    }
}

要定義 while 循環的退出條件，需要一個 do 表達式。在定義程式代碼區塊的內容 do 之前，很難指定條件。完成程式 catch 代碼區塊可協助您定義 while 所需的表達式。

若要向使用者說明問題並取得新的 upperBound，請更新您的程式 catch 代碼區塊，如下所示：
```
catch (ArgumentOutOfRangeException ex)
{
    Console.WriteLine("An error has occurred.");
    Console.WriteLine(ex.Message);
    Console.WriteLine($"The upper bound must be greater than {lowerBound}");
    Console.Write($"Enter a new upper bound: ");
    upperBound = int.Parse(Console.ReadLine());
}
```
更新 catch 的程式代碼區塊描述問題，並要求使用者輸入新的上限。不過，如果用戶沒有有效的上限值可輸入，該怎麼辦？如果使用者需要結束迴圈，而不是輸入值，該怎麼辦？

若要提供使用者結束循環的選項，而不是輸入新的上限，請更新您的程式 catch 代碼區塊，如下所示：

catch (ArgumentOutOfRangeException ex)
{
    Console.WriteLine("An error has occurred.");
    Console.WriteLine(ex.Message);
    Console.WriteLine($"The upper bound must be greater than {lowerBound}");
    Console.Write($"Enter a new upper bound (or enter Exit to quit): ");
    string? userResponse = Console.ReadLine();
    if (userResponse.ToLower().Contains("exit"))
    {

    }
    else
    {
        upperBound = int.Parse(userResponse);
    }
}

更新的 catch 程式碼區塊包含兩個路徑: 一個「結束」路徑和「新的上限」路徑。

請花一分鐘來思考 while 迴圈需要的 do 表達式。

如果使用者在提示字元中輸入「結束」，程式代碼應該會結束迴圈。如果使用者輸入新的上限，迴圈應該會繼續。 while一個用於評估布爾值的表達式可以被使用。例如：
```
while (exit == false);
```
建議的 while 表達式將會建立下列行為：
- 迴圈do只要布爾值exit等於false就會繼續迭代。
- 迴圈 do 會在布爾值 exit 等於 true時立即停止反覆執行。

若要具現化名為 exit的布爾變數，並使用 exit 來設定循環的 do 結束條件，請更新您的程序代碼，如下所示：

bool exit = false;

do
{
    try
    {
        // Calculate the sum of the even numbers between the bounds
        averageValue = AverageOfEvenNumbers(lowerBound, upperBound);

        // Display the result to the user
        Console.WriteLine($"The average of even numbers between {lowerBound} and {upperBound} is {averageValue}.");

        exit = true;
    }
    catch (ArgumentOutOfRangeException ex)
    {
        Console.WriteLine("An error has occurred.");
        Console.WriteLine(ex.Message);
        Console.WriteLine($"The upper bound must be greater than {lowerBound}");
        Console.Write($"Enter a new upper bound (or enter Exit to quit): ");
        string? userResponse = Console.ReadLine();
        if (userResponse.ToLower().Contains("exit"))
        {
            exit = true;
        }
        else
        {
            exit = false;
            upperBound = int.Parse(userResponse);
        }
    }    
} while (exit == false);

儲存更新的程序代碼。
在 [執行] 功能表上，選取 [開始偵錯]。
切換至 [終端機] 面板。
在 [下限] 提示字元中，輸入 3
在「上限」提示中，輸入 3

請注意，終端機面板中會顯示下列輸出：

Enter the lower bound: 3
Enter the upper bound: 3
An error has occurred.
ArgumentOutOfRangeException: upper bound must be greater than lower bound. (Parameter 'upperBound')
The upper bound must be greater than 3
Enter a new upper bound (or enter Exit to quit):

在提示輸入新的上限時，輸入 11

請注意，終端機面板中會顯示下列輸出：

Enter the lower bound: 3
Enter the upper bound: 3
An error has occurred.
ArgumentOutOfRangeException: upper bound must be greater than lower bound. (Parameter 'upperBound')
The upper bound must be greater than 3
Enter a new upper bound (or enter Exit to quit): 11
The average of even numbers between 3 and 11 is 7.

若要結束應用程式，請按 Enter。

祝賀！您已成功擲回、攔截並處理例外狀況。

回顧

以下為本單元須記住的一些重點：

請確定您的偵錯環境已設定為支援您的應用程式需求。
偵測到問題或條件時，方法程式代碼應該擲回例外狀況。
例外狀況應該在可解析的呼叫堆疊層級攔截。

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