使用断言和静态断言函数答案

【问题标题】：use of assert and static assert functions使用断言和静态断言函数
【发布时间】：2014-01-17 10:37:18
【问题描述】：

我正在尝试了解 static_assert 和 assert 的使用以及它们之间的区别，但是关于此的来源/解释很少

这里有一些代码

// ConsoleApplication3.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include "conio.h"
#include "cassert"
#include "iostream"


int main()
{
    assert(2+2==4);
    std::cout << "Execution continues past the first assert\n";
    assert(2+2==5);
    std::cout << "Execution continues past the second assert\n";
    _getch();
}

cmets 将不胜感激（因为我正在学习“如何使用 c++”）

在 cmd 中输出

Execution continues past the first assert
Assertion failed: 2+2==5, file c:\users\charles\documents\visual studio 2012\pro
jects\consoleapplication3\consoleapplication3\consoleapplication3.cpp, line 14

我一直在尝试找出它的不同方法和用途，但据我了解，它是运行时检查和 if 语句的另一种“类型”

有人可以澄清一下用途并解释每个人的作用和区别吗？

【问题讨论】：

标签： c++ assert assertions static-assert

【解决方案1】：

您可以将断言视为健全性检查。你知道某些条件应该为真，除非你搞砸了，所以断言应该通过。如果您确实搞砸了某些事情，则断言将失败，并且您会被告知有问题。它只是为了确保您的代码的有效性。

当条件为常量表达式时，可以使用static_assert。这基本上意味着编译器能够在程序实际运行之前评估断言。您将收到警告，static_assert 在编译时失败，而普通的assert 只会在运行时失败。在您的示例中，您可以使用 static_assert，因为表达式 2+2==4 和 2+2==5 都是常量表达式。

static_asserts 对于检查诸如模板参数之类的编译时构造很有用。例如，您可以断言给定的模板参数 T 必须是具有以下内容的 POD 类型：

static_assert(std::is_pod<T>::value, "T must be a POD type");

请注意，您通常只希望在调试期间检查运行时断言，因此您可以通过 #defineing NDEBUG 禁用 assert。

【讨论】：

感谢您的深入解释，我只是好奇，是否需要任何“#includes”才能使 assert/static_assert 工作？
对于断言，您需要#include <cassert>（在 C++ 中），对于 static_assert，没有包含。如果可用，它是一个内置的编译器。不过，您需要为 C++11/C11 编译！（-std=c++11/-std=c11 gcc 的参数）。
@user2699451 对于static_assert，您无需执行任何操作。这是一个语言特性。对于assert，您应该包括<cassert>。
@JonasWielicki 这适用于 C++11，但不适用于 C11。 C11 有_Static_assert 作为一个新关键字，以及一个标准头（不确定是哪个，可能是<assert.h>）将static_assert 定义为扩展为_Static_assert 的宏。它类似于C99中的bool/_Bool，其中bool在<stdbool.h>中定义。
哦有趣的@hvd，不知道！

【解决方案2】：

assert() 是一个宏，其扩展取决于是否定义了宏NDEBUG。如果是这样，assert() 不会扩展到任何东西 - 这是一个无操作。当NDEBUG 未定义时，assert(x) 扩展为运行时检查，如下所示：

if (!x) cause_runtime_to_abort()

在“发布”版本中定义NDEBUG 并在“调试”版本中未定义是很常见的。这样，assert()s 只会在调试代码中执行，根本不会将其变为发布代码。您通常使用assert() 来检查应该始终为真的事物——例如，函数的前置条件和后置条件或类的不变量。失败的assert(x) 应该意味着“程序员认为x 成立，但代码中某处（或他们的推理）中的错误使这不正确。”

static_assert()（在 C++11 中引入）是一个关键字 - 类似于例如typedef。它只能用于 compile-time 表达式，如果失败，则会导致编译错误。它不会产生任何目标代码，根本不会执行。

static_assert() 主要用于模板，如果您想防止错误地实例化模板。例如：

template <class IntType>
IntType foo(IntType x)
{
  static_assert(std::is_integral<IntType>::value, "foo() may be used with integral types only.");
  // rest of the code
}

这样，尝试使用例如调用foo() float 将导致编译时错误并显示合理的消息。

有时，static_assert() 在模板之外也很有用，例如像这样：

static_assert(sizeof(void*) > 4, "This code does not work in 32 bits");

【讨论】：

【解决方案3】：

static_assert 在编译时评估，assert 在运行时评估。

【讨论】：

【解决方案4】：

我怀疑你找不到任何来源，但我还是会给出一些解释。

assert 用于运行时检查，它永远不会失败。如果它们失败，程序将不正常地终止。您可以通过指定编译时间标志来禁用发布版本的断言。因为断言不应该失败（毕竟它们是断言），在一个工作程序中，这不应该有任何区别。但是，断言中的表达式不得有副作用，因为不能保证它们会被执行。示例：

unsigned int add_non_negative_numbers(int a, int b)
{
    // good
    assert(a > 0);
    assert(b > 0);
    return (unsigned int)a + (unsigned int)b;
}

void checked_read(int fd, char *buffer, int count)
{
    // BAD: if assertions are disabled, read() will _not_ be called
    assert(read(fd, buffer, count) == count);
    /* better: not perfect though, because read can always fail
    int read_bytes = read(fd, buffer, count);
    assert(read_bytes == count);
    */
}

static_assert 是新的，可用于执行编译时检查。它们在失败时会产生编译器错误并阻止程序编译：

static_assert(sizeof(char) == 1, "Compiler violates the standard");

【讨论】：