详解C语言中assert函数

[导读]断言表示为一些布尔表达式，程序员相信在程序中的某个特定点该表达式值为真。可以在任何时候启用和禁用断言验证，因此可以在测试时启用断言，而在部署时禁用断言。同样，程序投入运行后，最终用户在遇到问题时可以重新启用断言。

一、基本概念

什么是assert()?

编写代码时，我们总是会做出一些假设，断言(assert)就是用于在代码中捕捉这些假设，可以将断言看作是异常处理的一种高级形式。

断言表示为一些布尔表达式，程序员相信在程序中的某个特定点该表达式值为真。可以在任何时候启用和禁用断言验证，因此可以在测试时启用断言，而在部署时禁用断言。同样，程序投入运行后，最终用户在遇到问题时可以重新启用断言。

注意assert()是一个宏，而不是函数。

assert是在头文件中的宏。通过我们会用assert去判断表达式是否满足一定条件，当满足条件时则正常通过，不满足的时候进行报错退出程序。

原型如下： #include void assert(int expression);

报错内容将显⽰没有通过的表达式，以及包含这个表达式的⽂件名和⾏号。

二、assert的使用

在需要进行检查的地方进行添加assert并加入需要判断的条件即可进行使用，简单举例如下：

代码语言：javascript

复制

#include

void example_function(int value)

{

assert(value > 0); // 假设输入值大于0

printf("The value is %d\n", value);

}

int main()

{

example_function(5); // 正确的输入值

example_function(0); // 错误的输入值，将触发断言

return 0;

}

上面的例子中，我们定义了一个名为example_function的函数，它接收一个整数作为输入值。在这个函数中，我们使用了assert断言来检查输入值是否大于0。如果输入值不满足这个条件(例如传入0)，则程序会触发断言并终止运行，并将出错的问题进行反馈。

三、assert的优缺点

优点：

我们可以随意的去控制assert的开启和关闭，如果我们已经确定程序，没有问题，那么我们可以在程序的前面再定义一个宏NEBUG来关闭assert

代码语言：javascript

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#define NDEBUG

帮助我们确保程序的正确性。通过在代码中添加assert语句，我们可以确保某些重要的假设条件得到满足。这有助于我们在开发过程中发现潜在的问题，从而避免在生产环境中出现严重的错误。

提高程序的稳定性。当程序遇到不符合预期的输入或状态时，使用assert断言可以及时终止程序的执行，防止错误进一步扩散。这样可以降低程序崩溃的风险，提高用户体验。

便于调试和测试。在开发过程中，我们经常需要对程序进行调试和测试。使用assert断言可以帮助我们快速定位问题所在，因为它会在条件不满足时立即给出反馈。此外，assert断言还可以作为一种轻量级的单元测试手段，用于验证函数的局部行为。

提高代码的可读性和可维护性。通过在代码中明确使用assert断言，我们可以向其他开发者传达我们的意图和期望。这有助于提高代码的可读性，使得其他开发者更容易理解和使用我们的代码。同时，这也方便了我们自己在未来对代码进行维护和扩展。

缺点：

引⼊了额外的检查，增加了程序的运⾏时间。

但是关于缺点的问题我们可以在开发版本进行开启assert在发布版本将assert关闭就好了。还有在VS这种集成开发环境中release版本会自动关闭assert，避免程序运行时间慢的2问题。

在C语言中，assert函数的使用方法有以下几种：

assert(expression)：如果expression的值为假(即0)，则会触发assert失败，程序会终止执行，并在标准错误流中打印出错误消息。如果expression的值为真(即非零)，则不会有任何操作。

assert(expression && message)：与第一种使用方法类似，只是在触发assert失败时，除了打印错误消息外，还会打印出message中指定的错误消息。

assert(expression1 || expression2)：如果expression1和expression2的值都为假(即0)，则会触发assert失败，程序会终止执行，并在标准错误流中打印出错误消息。如果expression1和expression2中至少有一个为真(即非零)，则不会有任何操作。

assert(expression1 && expression2)：如果expression1和expression2的值都为真(即非零)，则不会有任何操作。如果expression1和expression2中至少有一个为假(即0)，则会触发assert失败，程序会终止执行，并在标准错误流中打印出错误消息。

注意：在编译时，可以通过定义宏NDEBUG来禁用assert函数，这样在程序运行时将不会执行assert函数的检查。

总结

本文介绍了C语言中的assert断言的基本概念、使用方法以及在实际开发中的作用。通过合理使用assert断言，我们可以有效地保护程序免受错误数据的侵害，确保程序的稳定性和可靠性。因此，我们应该在开发过程中充分利用这一强大工具，提高我们代码的质量和健壮性。