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⚠️ 例外處理

📖 什麼是例外？​

**例外（Exception）**是程式執行過程中發生的錯誤。妥善處理例外可以讓程式不會中斷並穩定運作！

💡 基本 try-catch​

基本用法​

fun main() {
    try {
        val result = 10 / 0  // 錯誤發生！
        println(result)
    } catch (e: Exception) {
        println("錯誤發生：${e.message}")
    }
    // 錯誤發生：/ by zero

    println("程式繼續執行！")
}

處理特定例外​

fun main() {
    try {
        val text = "abc"
        val number = text.toInt()  // NumberFormatException
    } catch (e: NumberFormatException) {
        println("無法轉換為數字：${e.message}")
    } catch (e: Exception) {
        println("未知錯誤：${e.message}")
    }
}

finally​

fun main() {
    try {
        println("開始作業")
        // 執行作業
    } catch (e: Exception) {
        println("發生錯誤")
    } finally {
        println("清理作業（總是執行）")
    }
}

🎯 實戰範例​

安全的數字轉換​

fun safeToInt(text: String): Int? {
    return try {
        text.toInt()
    } catch (e: NumberFormatException) {
        null
    }
}

fun main() {
    println(safeToInt("123"))   // 123
    println(safeToInt("abc"))   // null

    val age = safeToInt("25") ?: 0
    println("年齡：$age")
}

檔案讀取模擬​

class FileReader {
    fun readFile(filename: String): String {
        if (filename.isEmpty()) {
            throw IllegalArgumentException("檔案名稱為空")
        }
        if (!filename.endsWith(".txt")) {
            throw IllegalArgumentException("僅支援文字檔案")
        }
        return "檔案內容：$filename"
    }
}

fun main() {
    val reader = FileReader()

    try {
        val content = reader.readFile("data.txt")
        println(content)
    } catch (e: IllegalArgumentException) {
        println("錯誤：${e.message}")
    }

    try {
        reader.readFile("")
    } catch (e: IllegalArgumentException) {
        println("錯誤：${e.message}")
        // 錯誤：檔案名稱為空
    }
}

使用者輸入驗證​

data class User(val name: String, val age: Int)

fun createUser(name: String, age: Int): User {
    require(name.isNotBlank()) { "姓名為必填" }
    require(age > 0) { "年齡必須為正數" }
    require(age < 150) { "年齡過大" }

    return User(name, age)
}

fun main() {
    try {
        val user1 = createUser("洪吉童", 25)
        println(user1)

        val user2 = createUser("", 25)  // 錯誤！
    } catch (e: IllegalArgumentException) {
        println("驗證失敗：${e.message}")
        // 驗證失敗：姓名為必填
    }
}

API 回應處理​

sealed class Result<out T> {
    data class Success<T>(val data: T) : Result<T>()
    data class Error(val exception: Exception) : Result<Nothing>()
}

fun divide(a: Int, b: Int): Result<Int> {
    return try {
        Result.Success(a / b)
    } catch (e: ArithmeticException) {
        Result.Error(e)
    }
}

fun main() {
    val result1 = divide(10, 2)
    when (result1) {
        is Result.Success -> println("結果：${result1.data}")
        is Result.Error -> println("錯誤：${result1.exception.message}")
    }

    val result2 = divide(10, 0)
    when (result2) {
        is Result.Success -> println("結果：${result2.data}")
        is Result.Error -> println("錯誤：${result2.exception.message}")
    }
}

🔍 作為表達式使用​

try 作為值​

fun main() {
    val number = try {
        "123".toInt()
    } catch (e: NumberFormatException) {
        0  // 預設值
    }

    println(number)  // 123

    val invalid = try {
        "abc".toInt()
    } catch (e: NumberFormatException) {
        -1
    }

    println(invalid)  // -1
}

鏈式呼叫​

fun safeDivide(a: Int, b: Int): Int? {
    return try {
        a / b
    } catch (e: ArithmeticException) {
        null
    }
}

fun main() {
    val result = safeDivide(10, 2)
        ?.let { it * 2 }
        ?.let { it + 5 }
        ?: 0

    println(result)  // 15 (10/2 * 2 + 5)
}

🛡️ 撰寫安全的程式碼​

require vs check​

fun processOrder(quantity: Int, price: Int) {
    // 輸入驗證
    require(quantity > 0) { "數量必須為正數" }
    require(price > 0) { "價格必須為正數" }

    val total = quantity * price

    // 狀態驗證
    check(total < 1000000) { "總金額過大" }

    println("訂單完成：${total}元")
}

fun main() {
    try {
        processOrder(10, 5000)  // 成功
        processOrder(-1, 5000)  // require 失敗
    } catch (e: IllegalArgumentException) {
        println("輸入錯誤：${e.message}")
    } catch (e: IllegalStateException) {
        println("狀態錯誤：${e.message}")
    }
}

checkNotNull​

fun processName(name: String?) {
    val validName = checkNotNull(name) { "姓名為 null" }
    println("處理：$validName")
}

fun main() {
    try {
        processName("洪吉童")  // 成功
        processName(null)      // 失敗
    } catch (e: IllegalStateException) {
        println("錯誤：${e.message}")
    }
}

runCatching​

Kotlin 1.3 開始提供的便利方法！

fun main() {
    // 使用 runCatching
    val result = runCatching {
        "123".toInt()
    }

    result
        .onSuccess { println("成功：$it") }
        .onFailure { println("失敗：${it.message}") }

    // getOrNull
    val number = runCatching { "abc".toInt() }.getOrNull()
    println(number)  // null

    // getOrDefault
    val safe = runCatching { "abc".toInt() }.getOrDefault(0)
    println(safe)  // 0
}

🎯 實用模式​

重試邏輯​

fun <T> retry(times: Int, block: () -> T): T? {
    repeat(times) { attempt ->
        try {
            return block()
        } catch (e: Exception) {
            println("第 ${attempt + 1} 次嘗試失敗：${e.message}")
            if (attempt == times - 1) throw e
        }
    }
    return null
}

fun main() {
    var count = 0

    try {
        val result = retry(3) {
            count++
            if (count < 3) {
                throw Exception("尚未完成")
            }
            "成功！"
        }
        println(result)
    } catch (e: Exception) {
        println("最終失敗")
    }
}

資源清理​

class Resource : AutoCloseable {
    init {
        println("建立資源")
    }

    fun use() {
        println("使用資源")
    }

    override fun close() {
        println("清理資源")
    }
}

fun main() {
    try {
        Resource().use { resource ->
            resource.use()
            // 自動呼叫 close()
        }
    } catch (e: Exception) {
        println("發生錯誤")
    }
}

🤔 常見問題​

Q1. throw 什麼時候使用？​

**A：**明確要拋出例外時！

fun validateAge(age: Int) {
    if (age < 0) {
        throw IllegalArgumentException("年齡不能為負數")
    }
    if (age > 150) {
        throw IllegalArgumentException("年齡過大")
    }
}

Q2. Exception vs RuntimeException？​

**A：**Kotlin 沒有區分！

// Java 中區分 checked/unchecked
// Kotlin 全部都是 unchecked（不需要宣告 throws）

fun divide(a: Int, b: Int): Int {
    return a / b  // 不需要宣告 throws！
}

Q3. 自訂例外？​

**A：**繼承 Exception！

class InvalidEmailException(message: String) : Exception(message)

fun validateEmail(email: String) {
    if (!email.contains("@")) {
        throw InvalidEmailException("無效的電子郵件：$email")
    }
}

fun main() {
    try {
        validateEmail("invalid")
    } catch (e: InvalidEmailException) {
        println(e.message)
    }
}

🎬 總結​

透過例外處理建立穩定的程式！

核心重點：
✅ 使用 try-catch 處理例外
✅ 使用 require/check 驗證
✅ 使用 runCatching 簡化處理
✅ 作為表達式回傳值
✅ 使用 finally 進行清理作業

下一步：在檔案輸入輸出中學習如何處理檔案！