assert.h 常用于 防御式编程 。
[1] 断言( Assertions )
一个断言通常是一个例程( routines )或者一个宏( marcos )。每个断言通常含有两个参数:一个布尔表示式( a boolean expression )和一个消息( a message )。一个布尔表达式的反面表示了一个错误。 C 标准库提供了一个 assert 宏,它只带有一个参数,用法如下:
assert(1 == 0); // 注意 boolean expression 不要加引号
使用 assert 宏,需要包含头文件 cassert 或者 assert.h ,执行上面语句的结果是程序终止运行,输出与下面消息类似的消息:
Assertion failed: 1 == 0, file d:/ 我的文档 /visual studio projects/learning/assert/assert.cpp, line 9
通常来说,我们会定义自己的 assert 宏,其目的有两个:
( 1 )新增参数,例如新增一个消息参数,使得 assert 宏输出更为丰富的信息。
( 2 )改变 assert 的行为内容。 C 标准库中的 assert 宏将中断程序,实际上,我们可以让程序继续运行而不中断或者进入调试状态等,另外还可以控制消息输出的目标,即控制消息是输出到控制台还是文本文件,甚至是通过网络发出。
下面是一个 C++ 实现的断言:
#ifdef _DEBUG
#define Assert(exp, message) /
{ /
if (!(exp)) /
{ /
std::cout << "Assertion failed: " << #exp << "/n" /
<< "Message: " << message << "/n" /
<< "line: " << __LINE__ << "/n" /
<< "file: " << __FILE__ << "/n"; /
exit(EXIT_FAILURE); /
} /
}
#else
#define Assert(exp, message)
#endif
执行 Assert(1 == 0, "Error"); 结果为:
Assertion failed: 1 == 0
Message: Error
line: 24
file: d:/ 我的文档 /visual studio projects/learning/assert/assert.cpp
使用断言应该注意一下的几个问题:
1 )对非预期错误使用断言
断言中的布尔表达式的反面一定要描述一个非预期错误,下面所述的在一定情况下为非预期错误的一些例子:
( 1 )空指针。
( 2 )输入或者输出参数的值不在预期范围内。
( 3 )数组的越界。
非预期错误对应的就是预期错误,我们通常使用错误处理代码来处理预期错误,而使用断言处理非预期错误。在代码执行过程中,有些错误永远不应该发生,这样的错误是非预期错误。断言可以被看成是一种可执行的注释,你不能依赖它来让代码正常工作。例如:在
int nRes = f(); // nRes 由 f 函数控制, f 函数保证返回值一定在 -100 ~ 100
Assert(-100 <= nRes && nRes <= 100); // 断言,一个可执行的注释
由于 f 函数保证了返回值处于 -100 ~ 100 ,那么如果出现了 nRes 不在这个范围的值时,就表明一个非预期错误的出现。后面会讲到 “ 隔栏 ” ,那时会对断言有更加深刻的理解。
2 )不要把需要执行的代码放入断言中
断言用于软件的开发和维护,而通常不在发行版本中包含断言。
需要执行的代码放入断言中是不正确的,因为在发行版本中,这些代码通常不会被执行,例如:
Assert(f()); // f 函数通常在发行版本中不会被执行
而使用如下方法则比较安全:
res = f();
Assert(res); // 安全
3 )对来源于内部系统的可靠的数据使用断言,而不要对外部不可靠的数据使用断言,对于外部不可靠数据,应该使用错误处理代码。再次强调,把断言看成可执行的注释。
前条件( preconditions )和后条件( postconditions )
前条件是调用方代码在调用例程( routines )或者实例化对象之前要确保为真的条件,后条件是例程执行后或者类实例化后应满足的条件。下面是一个例子:
// 前条件,这里 nNum1 和 nNum2 的取值被前面代码所约束并保证取值在 -50 ~ 50
Assert(-50 <= nNum1 && nNum1 <= 50, "Add_nNum1");
Assert(-50 <= nNum2 && nNum2 <= 50, "Add_nNum2");
int nRes = add(nNum1, nNum2);
// 后条件
Assert(-100 <= nRes && nRes <= 100, "Add_nRes");
注意,由于 nNum1 和 nNum2 取值范围已经被约束,因此可以使用断言,但是如果 nNum1 和 nNum2 的值来源于不可靠的外部系统,那么应该使用错误处理代码,而不是使用断言。