C++之assert推荐用法及注意事项

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时间:2024-09-10
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1.引言

assert在 <assert.h> 头文件中定义,其作用是如果它的提交呢返回错误,则终止执行。

原型定义:

    #include <assert.h>
    void assert(int expression);

assert的作用是先计算表达式expression,如果其值为假(即为0),那么它向stderr打印一条错误信息,然后通过调佣abort来终止程序运行。

通常,它用于检查在程序执行过程中应始终为真的条件。即当违反真理时, 触发断言. 比如1+1=2,当1+1≠2时触发断言。比如,

    assert(false); // 中断程序;
    assert(0 && "the code is error!"); // 中断并打印信息

2.简单示例

#include <assert.h> // header

int divide(int numerator, int denominator) {
    assert(denominator != 0); // 确保分母不为零
    return numerator / denominator;
}

int main() {
    int result = divide(10, 2);
    // ...
    return 0;
}

在上面的示例中,assert 宏确保分母永远不为零。如果分母为零,程序将以指示文件名、行号和失败的表达式的错误消息终止。

3.推荐使用方法

经常在C++程序中,以便于在开发过程中进行断言检查,而在发布版本中则禁用这些检查。

推荐写成如下方式,编写一个assert_utils.h文件,内容如下:

#pragma once

#ifndef RELEASE
#include <cassert>
#define ASSERT(f) assert(f) 
#else
#define ASSERT(f) ((void)0)
#endif

下面是对这段代码的解释:

1) #pragma once:这是一个预处理指令,用于确保头文件只被包含一次。它的效果取决于编译器,但大多数现代编译器都支持它。

2) #ifndef RELEASE:这是一个预处理指令,用于检查是否定义了RELEASE宏。如果没有定义,编译器将继续执行下面的代码块。

3) #include <cassert>:如果RELEASE宏没有定义,编译器将包含cassert头文件,这是标准C++库的一部分,提供了assert宏。

4) #define ASSERT(f) assert(f):定义了一个宏ASSERT,它接受一个表达式f作为参数。当ASSERT被调用时,它将执行assert(f),如果f为假(即表达式结果为0),程序将终止运行,并显示一个断言失败的消息。

5) #else:如果RELEASE宏被定义,编译器将跳过上面的代码块,执行下面的代码。

6) #define ASSERT(f) ((void)0):在发布版本中,ASSERT宏被定义为一个空操作,即什么都不做。这样,在发布版本的程序中,所有ASSERT调用都不会执行任何操作,从而避免了性能损耗和潜在的程序中断。

7) #endif:结束#ifndef RELEASE条件编译块。

4.常见使用场景和注意事项

4.1.检查参数的合法性

示例如下:

int  sendData(const char* pData, int len)
{
    //[1] 校验参数的合法性
    assert(pData);
    assert(len > 0)

    //[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,如:

assert(pData && len > 0);  //这样不好

4.2.assert不能使用改变环境的语句

因为assert只在DEBUG环境中生效,如果这么做,会导致DEBUG和RELEASE的逻辑不一致。如:

assert(i++ < 100);

在DEUG环境下,每次都会执行i++,而在RELEASE环境中不会执行i++,这样就会导致两种环境下的执行结果不一样,正确的写法是:

assert(i < 100);
i++;

4.3.在未知的逻辑中添加assert(false)

如:

//根据业务类型处理业务
void  dealPro(int type)
{
    if (type == 0){
        // 文本业务
    }else if (type == 1){
        // 地图业务
    }else if (type == 2){
        // 测试业务
    }else{
        assert(false);
    }
}

上述代码,我们的业务逻辑只涉及到文本、地图、测试业务,其它的都是非法业务,添加assert(false),一旦type不等与1、2、3,就会出现断言错误,查看程序堆栈,这样就非常快速的定位程序是哪个地方出现逻辑错误了,这个也是一个非常好的调试技巧。

5.总结

总之,assert是一种在开发过程中快速检测程序错误的有效工具,但在发布的产品代码中通常被禁用以避免性能影响。开发者可以根据需要使用assert或其他错误处理机制来确保程序的正确性和健壯性。

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