断言（Assert）使用、原理以及注意事项详解「建议收藏」

一、assert的作用

assert往往用于程序的测试版本阶段，而通常不用于release版本阶段。其于程序员而言，是起到尽早发现程序错误的作用。

assert() 的用法像是一种”契约式编程”，其表达的意思就是，若断言在我的假设条件下为真，则能够正常良好的运作，否则调用中断程序终止运行，其实就相当于一个 if 语句：

if(假设成立)
{
     程序正常运行；
}
else
{
      报错&&终止程序！（避免由程序运行引起更大的错误）  
}

assert本身并非一个函数，而是一个宏，其原型定义在”assert.h”库中【第三部分会详细描述】。

assert 的作用是现计算表达式 expression ，如果其值为假（即为0），那么它先向 stderr 打印一条出错信息,然后通过调用 abort 来终止程序运行。

使用 assert 的缺点是，频繁的调用会极大的影响程序的性能，增加额外的开销。

题外话，对于Javascript中，没有定义相应的断言，但是可以通过console.assert(‘假设条件’,’错误信息’)的方式来起到类似的测试作用；或者根据断言的定义，自己设计一个断言函数，若错误直接throw Error

二、assert的用法以及注意事项

1、重要宏定义：NDEBUG和DEBUG

• NDEBUG：控制assert是否生效， 在调试结束后#define NDEBUG 来禁用 assert 调用。例如：

#include 
#define NDEBUG 
#include "assert.h"

//相当于NDEBUG对assert起到如下作用
#ifdef NDEBUG
#define assert(x) ((void)0)
#else
...

• DEBUG：代表在测试阶段，可以这样定义宏以控制assert使用

#define DEBUG   // release 版本注释掉即可，测试版本定义
#ifdef DEBUG
#define ASSERT(f) assert(f)
#else 
#define ASSERT(f) ((void)0)
#endif

2、用法示例以及注意事项

1. 在函数开始处检验传入参数的合法性

   int resetBufferSize(int nNewSize) 
   { 
   //功能:改变缓冲区大小, 
   //参数:nNewSize 缓冲区新长度 
   //返回值:缓冲区当前长度 
   //说明:保持原信息内容不变 nNewSize<=0表示清除缓冲区 
   assert(nNewSize >= 0); 
   assert(nNewSize <= MAX_BUFFER_SIZE); 
    
   ... 
   }

2. 每个assert只检验一个条件,因为同时检验多个条件时,如果断言失败,无法直观的判断是哪个条件失败

   //不好：有两个条件，不知道出错是由于哪个导致
   assert(nOffset>=0 && nOffset+nSize<=m_nInfomationSize); 
   
   //好：一个条件，出错直观
   assert(nOffset >= 0); 
   assert(nOffset+nSize <= m_nInfomationSize); 

3. 不能使用改变环境的语句,因为assert只在DEBUG个生效,如果这么做,会使用程序在真正运行时遇到问题

   //错误：改变了环境，使程序变量自增
   assert(i++ <0 )
   
   //正确
   assert(i < 100)
   i++;

三、assert原理

assert在assert.h中定义的完整代码：

• 首先我们看到预处理命令 #ifdef NDEBUG 这个 NDEBUG 宏，会在程序编译为release版本时编译器会自动定义 NDEBUG这个宏， 而debug版本不会定义，所以debug时只会执行 #else 里的语句，所以根据以上代码可知，一旦程序为release版本，则assert宏只会被展开为 ((void)0) 。

基本的宏定义知识：在某个宏前面+’#’，则被替换时会在左右加上””,作为字符串。

• 假设现在非NDEBUG，此时进入执行判断表达式真假，若为假调用中断程序。对关键的定义部分化简得到第二行表达式。

//化简
(void)((!!(expression)) ||(_wassert(_CRT_WIDE(#len>0), _CRT_WIDE(__FILE__), (unsigned)(__LINE__)), 0) );

=>(void)( ( !!(expression) ) || ( _wassert( #expression,__FILE__,__LINE__ ) , 0 ) );

运行原理：

1、在debug下传入宏参数，展开为一个或表达式，而release下传入，则只会产生 ((void)0) 
2、根据或表达式的判断结果，如果第一个判断结果为1，则短路，不会再执行后面的语句了；
3、如果第一个判断结果为0，则继续执行下一段语句，下一段语句调用一个函数来中断程序的执行，并打印出相应的信息。
 

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