一、什么是断言?assert是什么?
对于断言,相信大家都不陌生,大多数编程语言也都有断言这一特性。简单地讲,断言就是对某种假设条件进行检查。
在开始使用断言assert之前,我们需要先了解一下断言函数assert,首先必须要明白assert是一个宏,并不是函数,他的原型定义在头文件assert.h中:
assert 将通过检查表达式 expression 的值来决定是否需要终止执行程序。也就是说,如果表达式 expression 的值为假(即为 0),那么它将首先向标准错误流 stderr 打印一条出错信息,然后再通过调用 abort 函数终止程序运行;否则,assert 无任何作用。
简单来说assert()用于检查程序中的某个条件(表达式)是否成立,如果成立,程序继续运行;如果不成立,将打印一条错误信息并终止程序。在不同的编译环境下,assert()打印的错误消息可能不一样,但至少包括断言失败的表达式、失败发生的行号以及源文件名称。
但是需要明白断言是用来检查非法情况的,而不是测试和处理错误的
二、assert()实际应用场景
在实际的开发中,根据断言的含义那么常见的应用场景有以下几种:
1、验证函数的先决条件
在开发中,经常会有一些明确的先决条件,比如函数需要一个非空指针,那么我们可以在开发和测试阶段使用assert()快速的捕获问题。
2、检验算法的不完整性
算法中又是有一些不变性,即某些条件始终为真。例如,某个指针不应该为空,某个值始终应该为正数等。assert()可以用来在开发时捕捉这些不变性的违反。
3、用于单元测试
虽然不是最常用的单元测试,但是assert()可以用于基本的单元测试,验证函数的输出是否和预期一致。
4、验证后置条件
与先决条件类似,函数有时还有一些明确的后置条件,如返回值始终在特定范围内等。assert()可以用于验证这些后置条件。
三、禁用assert
assert()的主要作用是帮助程序员找到程序中的错误,而不是处理用户错误或者可预期的运行时错误。通常情况下,程序调试完成之后会禁用所有的assert()。
发布程序时禁用assert()的原因是很多方面的,比如:
性能考虑:断言可能会在运行时引起额外的开销,特别是在执行了大量检车的密集计算任务中。禁用断言可以消除这些额外的开销。
用户体验:断言失败通道会导致程序立即终止,并向标准错误输出一条信息,这在开发和测试阶段很有用,但在生产环境中可能会导致令用户困惑的行为。
安全考虑:在某些情况下,断言可能会暴露敏感信息或者有关软件内部工作方式的详细信息,从而可能被恶意用户利用。
在C语言中可以通过定义宏 NDEBUG 来禁用assert():
1、在源代码中禁用
包含在<assert.h>之前定义NDEBUG宏,就可以禁用所有的assert():
2、在编译时禁用
在编译命令行中定义NDEBUG宏。例如,使用GCC编译器时:
四、总结
断言是C语言中一个强大的调试工具,允许开发人员确保程序中的条件一定为真。通过灵活的使用assert(),可以更加容易地识别潜在问题,并且在早期阶段捕获它们,从而提高代码的质量和可靠性。
需要注意的是,断言主要用于开发和调试阶段,帮助我们及时捕获程序中隐藏的BUG,他不能代替生产环境中的错误处理机制。在生产环境中,我们应该实施健壮的错误检测和处理策略,以确保软件的稳定和可靠运行。
在对断言的使用中,一定要遵循这样一条规定:对来自系统内部的可靠的数据使用断言,对于外部不可靠数据不能够使用断言,而应该使用错误处理代码。换句话说,断言是用来处理不应该发生的非法情况,而对于可能会发生且必须处理的情况应该使用错误处理代码,而不是断言。