c++11新特性--static_assert

static_assert:

这个宏用于检测和诊断编译时错误。编译期,这是一个与 CRT-assert(运行时宏)相反的宏。这个好东西用于检测编译时程序的不变量。

这需要一个表达式可以被计算为 bool 或 string (字符串)。如果这个表达式的值为 false ,那么编译器会出现一个包含特定字符串的错误,同时编译失败。如果为 true 那么没有任何影响。

我们可以在以下使用 static_assert

A. namespace / global scope

static_assert(sizeof(void*) == 4,"not supported");

B.class scope

template<class T, int _n>

class MyVec
{ 
    static_assert( _n > 0 , "How the hell the size of a vector be negative");
};

void main()
{
    MyVec<int, -2> Vec_;
    // The above line will throw error as shown below ( in VS2010 compiler):
    //   > \main_2.cpp(120) : error C2338: How the hell the size of a vector be negative
    //   > main_2.cpp(126) : see reference to class template instantiation 'MyVec<t,_n />'
    //     being compiled
    //   > with
    //   > [ 
    //        > T=int, 
    //       > _n=-2
    //   > ]

    // This is fine
        MyVec<int, 100> Vec_;
}

C. block scope:

template<typename T, int div>
void Divide( )
{ 
	static_assert(div!=0, "Bad arguments.....leading to division by zero");
} 

void main()
{ 
	Divide<int,0> ();
	// The above line will generate
	// error C2338: Bad arguments.....leading to division by zero
}

请记住,static_asset 是在编译时执行的,不能用于检测运行时的值,向下面函数的参数。

void Divide(int a, int b)
{ 
	static_assert(b==0, “Bad arguments.....leading to division by zero”);
	// sorry mate! the above check is not possible via static_assert...use some other means
}

static_assert 这个声明对于模板的调试非常有用,编译器快速执行这个常量表示式参数(不能依赖模板参数)。否则编译器当模板实例化时执行这个常量表达式的参数。

在 C 语言和 C++ 中,`_Static_assert` 和 `static_assert` 都用于实现静态断言(即在编译阶段进行条件检查),但它们在语法、使用方式以及标准支持上存在一些差异。 ### 语法和关键字形式 - 在 C 语言中,从 C11 标准开始引入了 `_Static_assert` 关键字,用于进行静态断言。其语法形式为: ```c _Static_assert(constant-expression, string-literal); ``` 这里 `constant-expression` 是一个常量表达式,如果其值为假(0),则触发编译错误;`string-literal` 是一个字符串字面量,用于提供错误信息[^2]。 -C++ 中,从 C++11 标准开始引入了 `static_assert` 关键字。其语法形式为: ```cpp static_assert(constant-expression, string-literal); ``` 从 C++17 开始,`static_assert` 的语法允许省略错误消息参数,即可以仅提供条件表达式而不提供消息: ```cpp static_assert(constant-expression); ``` 这种形式在 C 语言的 `_Static_assert` 中并不存在[^3]。 ### 标准支持 - `_Static_assert` 是 C11 标准中定义的特性,因此它仅适用于 C 语言环境。在 C 语言中,静态断言只能在编译时检查常量表达式是否为真,并且必须提供错误消息字符串[^2]。 - `static_assert` 是 C++11 标准中引入的特性,并在 C++17 中得到了扩展。它不仅支持在编译时检查常量表达式,还支持更灵活的语法形式(如省略错误消息)[^3]。 ### 使用场景 - 在 C 语言中,`_Static_assert` 常用于检查类型大小、常量值等编译期间可确定的条件。例如,验证 `CHAR_BIT` 是否为 8: ```c #include <limits.h> _Static_assert(CHAR_BIT == 8, "Char size must be 8 bits."); ``` 这有助于确保代码在特定平台上的正确性[^2]。 -C++ 中,`static_assert` 除了可以用于类似的用途外,还广泛应用于模板元编程中。它可以用于验证模板参数是否满足特定条件,从而在编译时捕获潜在的错误。例如: ```cpp template <class T> struct Check { static_assert(sizeof(int) <= sizeof(T), "T is not big enough!"); }; ``` 这种用法在 C++ 模板编程中非常常见,因为它能够在编译时进行更复杂的类型检查[^4]。 ### 错误信息处理 - 在 C 语言中,`_Static_assert` 必须提供一个字符串字面量作为错误信息,否则会导致编译错误。这意味着开发者必须明确提供错误信息,以帮助调试。 -C++ 中,`static_assert` 从 C++17 开始允许省略错误信息参数。这种灵活性使得开发者可以在某些情况下简化代码,尤其是在调试或快速原型开发时。 ### 示例对比 - **C 语言中的 `_Static_assert`**: ```c #include <stdio.h> #include <limits.h> _Static_assert(CHAR_BIT == 8, "Char size must be 8 bits."); int main() { printf("CHAR_BIT is %d\n", CHAR_BIT); return 0; } ``` 如果 `CHAR_BIT` 不等于 8,则编译时会触发错误,并显示指定的错误信息。 - **C++ 中的 `static_assert`**: ```cpp #include <iostream> template <class T> struct Check { static_assert(sizeof(int) <= sizeof(T), "T is not big enough!"); }; int main() { Check<int> c1; // 编译通过 Check<char> c2; // 编译失败,因为 sizeof(int) > sizeof(char) return 0; } ``` 在这个例子中,`static_assert` 会在编译时检查模板参数 `T` 的大小是否足够大,否则触发编译错误。 ### 总结 - `_Static_assert` 和 `static_assert` 都是用于编译时断言的工具,但它们分别属于 C 和 C++ 的标准。 - `_Static_assert` 在 C 语言中必须提供错误消息,而 `static_assert` 在 C++17 中可以省略。 - `static_assert` 在 C++ 中的应用更为广泛,特别是在模板元编程中,能够提供更强的类型检查能力。
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