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C++ Assert()斷言機制原理以及使用

MSDN原文如是說:

Evaluates an expression and, when the result is false, prints a diagnostic message and aborts the program.

(判斷一個表示式,如果結果為假,輸出診斷訊息並中止程式。)

void assert( 
   int expression 
);

引數:Expression (including pointers) that evaluates to nonzero or 0.(表示式【包括指標】是非零或零)

原理:assert的作用是現計算表示式 expression ,如果其值為假(即為0),那麼它先向stderr列印一條出錯資訊,然後通過呼叫 abort 來終止程式執行。

MSDN示例程式;

// crt_assert.c
// compile with: /c
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>

void analyze_string( char *string );   // Prototype

int main( void )
{
   char  test1[] = "abc", *test2 = NULL, test3[] = "";

   printf ( "Analyzing string '%s'\n", test1 ); fflush( stdout );
   analyze_string( test1 );
   printf ( "Analyzing string '%s'\n", test2 ); fflush( stdout );
   analyze_string( test2 );
   printf ( "Analyzing string '%s'\n", test3 ); fflush( stdout );
   analyze_string( test3 );
}

// Tests a string to see if it is NULL, 
// empty, or longer than 0 characters.
void analyze_string( char * string )
{
   assert( string != NULL );        // Cannot be NULL
   assert( *string != '\0' );       // Cannot be empty
   assert( strlen( string ) > 2 );  // Length must exceed 2
}


輸出結果

Analyzing string 'abc'
Analyzing string '(null)'
Assertion failed: string != NULL, file assert.cpp, line 25

abnormal program termination

用法總結:

1)在函式開始處檢驗傳入引數的合法性
如:

int resetBufferSize(int nNewSize)
{
  //功能:改變緩衝區大小,
  //引數:nNewSize 緩衝區新長度
//返回值:緩衝區當前長度
//說明:保持原資訊內容不變     nNewSize<=0表示清除緩衝區
assert

(nNewSize >= 0);
assert(nNewSize <= MAX_BUFFER_SIZE);

  ...
}

2)每個assert只檢驗一個條件,因為同時檢驗多個條件時,如果斷言失敗,無法直觀的判斷是哪個條件失敗

不好: assert(nOffset>=0 && nOffset+nSize<=m_nInfomationSize);

好: assert(nOffset >= 0);
     assert(nOffset+nSize <= m_nInfomationSize);


3)不能使用改變環境的語句,因為assert只在DEBUG個生效,如果這麼做,會使用程式在真正執行時遇到問題


錯誤: assert(i++ < 100)
這是因為如果出錯,比如在執行之前i=100,那麼這條語句就不會執行,那麼i++這條命令就沒有執行。
正確: assert(i < 100);
         i++;


4)assert和後面的語句應空一行,以形成邏輯和視覺上的一致感

5)有的地方,assert不能代替條件過濾

ASSERT只有在Debug版本中才有效,如果編譯為Release版本則被忽略掉。(在C中,ASSERT是巨集而不是函式),使用ASSERT“斷言”容易在debug時輸出程式錯誤所在。
   而assert()的功能類似,它是ANSI C標準中規定的函式,它與ASSERT的一個重要區別是可以用在Release版本中。

使用assert的缺點是,頻繁的呼叫會極大的影響程式的效能,增加額外的開銷。
在除錯結束後,可以通過在包含#include <assert.h>的語句之前插入 #define NDEBUG 來禁用assert呼叫,示例程式碼如下:
#include <stdio.h>
#define NDEBUG
#include <assert.h>

加入#define NDEBUG之後,上文第一個例子輸出結果為:

Analyzing string 'abc'
Analyzing string '(null)'
Analyzing string ''

在面試中經常用到的一個題目:

已知memcpy的函式為: void* memcpy(void *dest , const void* src , size_t count)其中dest是目的指標,src是源指標。不呼叫c++/c的memcpy庫函式,請編寫memcpy。

void* memcpy(void *dst, const void *src, size_t count)    
{    
	//安全檢查
	assert( (dst != NULL) && (src != NULL) );    

	unsigned char *pdst = (unsigned char *)dst;    
	const unsigned char *psrc = (const unsigned char *)src;    

	//防止記憶體重複
	assert(!(psrc<=pdst && pdst<psrc+count));    
	assert(!(pdst<=psrc && psrc<pdst+count));    

	while(count--)    
	{    
		*pdst = *psrc;    
		pdst++;    
		psrc++;    
	}    
	return dst;    
}