C語言斷言函數assert()的應用
時間：2024-01-16 來源：華清遠見
一、什么是斷言？assert是什么？
對于斷言，相信大家都不陌生，大多數編程語言也都有斷言這一特性。簡單地講，斷言就是對某種假設條件進行檢查。
在開始使用斷言assert之前，我們需要先了解一下斷言函數assert，首先必須要明白assert是一個宏，并不是函數，他的原型定義在頭文件assert.h中：
assert 將通過檢查表達式 expression 的值來決定是否需要終止執行程序。也就是說，如果表達式 expression 的值為假（即為 0），那么它將首先向標準錯誤流 stderr 打印一條出錯信息，然后再通過調用 abort 函數終止程序運行；否則，assert 無任何作用。
簡單來說assert()用于檢查程序中的某個條件（表達式）是否成立，如果成立，程序繼續運行；如果不成立，將打印一條錯誤信息并終止程序。在不同的編譯環境下，assert()打印的錯誤消息可能不一樣，但至少包括斷言失敗的表達式、失敗發生的行號以及源文件名稱。
但是需要明白斷言是用來檢查非法情況的，而不是測試和處理錯誤的
二、assert()實際應用場景
在實際的開發中，根據斷言的含義那么常見的應用場景有以下幾種：
1、驗證函數的先決條件
在開發中，經常會有一些明確的先決條件，比如函數需要一個非空指針，那么我們可以在開發和測試階段使用assert()快速的捕獲問題。
2、檢驗算法的不完整性
算法中又是有一些不變性，即某些條件始終為真。例如，某個指針不應該為空，某個值始終應該為正數等。assert()可以用來在開發時捕捉這些不變性的違反。
3、用于單元測試
雖然不是最常用的單元測試，但是assert()可以用于基本的單元測試，驗證函數的輸出是否和預期一致。
4、驗證后置條件
與先決條件類似，函數有時還有一些明確的后置條件，如返回值始終在特定范圍內等。assert()可以用于驗證這些后置條件。
三、禁用assert
assert()的主要作用是幫助程序員找到程序中的錯誤，而不是處理用戶錯誤或者可預期的運行時錯誤。通常情況下，程序調試完成之后會禁用所有的assert()。
發布程序時禁用assert()的原因是很多方面的，比如：
性能考慮：斷言可能會在運行時引起額外的開銷，特別是在執行了大量檢車的密集計算任務中。禁用斷言可以消除這些額外的開銷。
用戶體驗：斷言失敗通道會導致程序立即終止，并向標準錯誤輸出一條信息，這在開發和測試階段很有用，但在生產環境中可能會導致令用戶困惑的行為。
安全考慮：在某些情況下，斷言可能會暴露敏感信息或者有關軟件內部工作方式的詳細信息，從而可能被惡意用戶利用。
在C語言中可以通過定義宏 NDEBUG 來禁用assert():
1、在源代碼中禁用
包含在<assert.h>之前定義NDEBUG宏，就可以禁用所有的assert()：
2、在編譯時禁用
在編譯命令行中定義NDEBUG宏。例如，使用GCC編譯器時：
四、總結
斷言是C語言中一個強大的調試工具，允許開發人員確保程序中的條件一定為真。通過靈活的使用assert()，可以更加容易地識別潛在問題，并且在早期階段捕獲它們，從而提高代碼的質量和可靠性。
需要注意的是，斷言主要用于開發和調試階段，幫助我們及時捕獲程序中隱藏的BUG，他不能代替生產環境中的錯誤處理機制。在生產環境中，我們應該實施健壯的錯誤檢測和處理策略，以確保軟件的穩定和可靠運行。
在對斷言的使用中，一定要遵循這樣一條規定：對來自系統內部的可靠的數據使用斷言，對于外部不可靠數據不能夠使用斷言，而應該使用錯誤處理代碼。換句話說，斷言是用來處理不應該發生的非法情況，而對于可能會發生且必須處理的情況應該使用錯誤處理代碼，而不是斷言。
