相信大家在编程过程中常常会遇到这种情况:信心满满写好了一个程序,结果一运行:
是不是心脏骤停的感觉?于是埋头苦改程序,但找了一遍又一遍还是找不到问题出在哪.
下定决心拿着自己的代码去找班里的大牛同学,只见大牛同学云淡风轻的在程序里加了一行高深莫测的代码:
assert(ps->size>0);
接着一敲运行,程序弹出了这样一个窗口:
大牛看后得意一笑,对你说道:
看SeqList.c文件的第61行,你的线性表都删的一个元素都没了还在删,不出错等啥啊?
你挠挠头,原来是这里出错了,但自己为啥找了一上午都没找到,而大牛随便敲了一行代码就把bug找出来了.
你下定决心要向大牛请教,求他教你这个能定位报错,秒找bug的"神功".
大牛嘿嘿一笑,说:"这有啥,我只不过是用了一个assert()函数而已".你想学的话,我就给你讲讲吧.
一.assert()函数简介
我们先来看一下cplusplus.com - The C++ Resources Network网站上assert()函数的基本信息：
大致翻译一下就是:
评估断言
如果带有函数形式的宏的参数表达式等于零(即表达式为假),则向标准错误设备写入一条消息，并调用abort函数终止程序执行。
显示的消息(即错误信息)具体内容取决于特定的库实现，但至少应包括：断言失败的表达式、源文件的名称以及发生错误的行号。通常的表达式格式为：
Assertion failed: expression, file filename, line line number
(断言失败：表达式，文件名，行号)
如果在包含<assert.h>时已经定义了名为NDEBUG的宏，则禁用此宏。这允许在调试程序时，在源代码中包含任意数量的assert调用，然后通过简单地在代码开始之前包含一行像这样的代码来禁用所有assert调用：
#define NDEBUG
因此，此宏旨在捕获编程错误，而不是用户或运行时错误，因为在程序退出调试阶段后通常会禁用它。
1.函数功能
可以看到,assert()函数的功能是:
计算表达式 expression(即参数)，如果其值为假（即为0），那么它先向 stderr 打印一条出错信息,然后通过调用 abort 来终止程序运行。
2.函数参数
该函数一共有1个参数,是:
void assert (int expression);
🎏int expression
参数的类型是整形(int),它是一个结果为整形的表达式,它作为是否符合断言条件的判断依据.
3.函数返回值
函数的返回值类型是空(void),它表示该函数运行结束后不需要返回值.
4.函数头文件
该函数包含在头文件<assert.h>中.
二.assert()函数的用法总结及注意事项
1.使用assert()函数在函数开始处检验传入参数的合法性
assert()函数的使用场景是:当我们想在函数开始时检验传入参数的合法性时,我们可以使用assert()函数来实现这一诉求.
如下,在顺序表的定点插入函数中,我们使用assert()函数判断顺序表传入的参数是否合理,即顺序表地址是否为NULL?以及要插入的元素插入的范围是否在顺序表的元素范围内?
分别给assert()函数传入:顺序表的地址(即ps).
pos>=0(即判断插入点pos是否在0号元素之前),
pos<=ps->size(即判断插入点是否在最后一个元素的next之外).
程序如下:
void SLInsert(SL* ps, int pos, SLDataType x) { assert(ps); //判断ps指针不为NULL assert(pos >= 0 && pos <= ps->size); //定点插入,前提是插入点必须在0~size之间 //pos==0,相当于头插;pos==ps->size,相当于尾插 SLCheckCapacity(ps); //插入前判断是否需要扩容 int end = ps->size - 1; //从最后一个数据元素开始依次向后移一格 while (end >= pos) { ps->a[end + 1] = ps->a[end]; end--; } ps->a[pos] = x; //最后在pos位置插入目标元素 ps->size++; //表中数据元素+1 }
接下来我们尝试在大小为4的顺序表中在第20位插入一个5:
SLInsert(&s, 20, 5);
在vs编译器中运行查看结果:
可见assert()函数成功的报出了这个错误,报错格式如下:
断言失败：表达式(pos>=0&&pos<=ps->size)，文件名 D:\bit108\SeqList\SeqList.c，行号 119
根据这一信息,我们很容易就知道要去检查程序中传入的pos参数是否符合这一范围,然后解决这一bug.
2.每个assert只检验一个条件
现在我们还面临一个问题,就是不知道到底是因为pos<0导致程序出现bug,还是因为pos>ps->size导致程序出现bug.
也即,虽然使用了assert函数来报错,但同时检测多个条件时,断言失败,我们还是无法清楚的立即知道到底是哪个条件出错了,所以我们应当在使用assert函数时让它只检测一个条件.
如:
assert(ps); assert(pos >= 0 ); assert(pos <= ps->size);
3.不能使用改变环境的语句
因为assert只在DEBUG生效,如果这么做,会使用程序在真正运行时遇到问题.
错误示例:
assert(i++ < 100)
这是因为如果出错，比如在执行之前i=100,那么这条语句就不会执行，那么i++这条命令就没有执行。
正确示例:
assert(i<100) i++;
4.有的地方,assert不能代替条件过滤
程序一般分为Debug 版本和Release 版本，Debug 版本用于内部调试，Release 版本发行给用户使用。
断言assert 是仅在Debug 版本起作用的宏，它用于检查"不应该"发生的情况,如果编译为Release版本则被忽略.
因为使用断言是捕捉不应该发生的非法情况,而这种情况一旦发生就要立即终止程序来做出相应处理.
如果我们的目的只是需要将程序限定在一些范围内运行,则应该使用类似if...else...这类语句来实现.
5.使用断言的几个原则
- 使用断言捕捉不应该发生的非法情况。不要混淆非法情况与错误情况之间的区别，后者是必然存在的并且是一定要作出处理的。
- 使用断言对函数的参数进行确认。
- 在编写函数时，要进行反复的考查，并且自问："我打算做哪些假定？"一旦确定了的假定，就要使用断言对假定进行检查。
- 一般教科书都鼓励程序员们进行防错性的程序设计，但要记住这种编程风格会隐瞒错误。当进行防错性编程时，如果"不可能发生"的事情的确发生了，则要使用断言进行报警。
6.assert的缺点
使用 assert 的缺点是，频繁的调用会极大的影响程序的性能，增加额外的开销。
在调试结束后，可以通过在包含 #include 的语句之前插入 #define NDEBUG 来禁用 assert 调用，示例代码如下：
#include #define NDEBUG #include
结语
在学会了使用assert()函数后,我们日常编写的代码就具有了一定的健壮性.如果不使用assert,出错了程序只会陷入死循环,然后挂掉.但是有了assert的辅助,我们就可以马上找出准确错误地址以及原因.希望这篇关于assert宏的介绍能对大家有所帮助,学海漫浩浩,我亦苦作舟!
大家一起学习,一起进步!
