Java基础教程（五十四）异常处理之使用断言：深度解析 Java 异常处理之断言，你身边的 Bug“冷面杀手”！

一、 断言：定位与使命

断言 (assert 关键字) 核心目标在于 验证程序员的假设。它用于捕捉代码中 绝不应该发生 的逻辑错误，属于 开发与测试阶段 的强有力工具。

· 典型场景：
· 方法前置条件： 验证传入参数的内部约束 (非公共 API 参数校验)。
· 方法后置条件： 验证方法执行结果的正确性。
· 代码不变量： 验证循环或操作执行过程中关键状态始终保持一致。
· switch 的 default 分支： 确保覆盖所有预期枚举值或状态。
· 与异常处理 (try-catch-throw) 的关键区别：
· 目标不同： 断言捕获程序员的逻辑错误（代码有 Bug）；异常处理应对可预见、可恢复或需告知调用方的非正常情况（如用户输入错误、文件不存在、网络中断）。
· 启用机制： 断言默认禁用，需通过 JVM 参数 -ea (或 -enableassertions) 显式开启。异常处理始终有效。
· 生产环境： 断言不应在生产环境启用（性能开销，且 AssertionError 通常无法妥善处理）。异常处理是生产代码的必备部分。
· 错误类型： 断言失败抛出 AssertionError (继承自 Error)。异常处理主要处理 Exception 及其子类。

二、 断言使用指南与示例

语法：

assert condition;           // 形式1：条件为 false 时抛出 AssertionError
assert condition : expression; // 形式2：条件为 false 时，将 expression 结果作为错误信息抛出

示例 1：验证关键内部假设

public void processOrder(Order order) {
    // 内部假设：传入的 order 对象在业务逻辑上下文中绝不应为 null (可能是前置方法调用保证)
    assert order != null : "Order must not be null at this point in processing!";

    // ... 核心处理逻辑 ...
}

示例 2：验证复杂计算结果或状态

public double calculateDiscount(Customer customer, double total) {
    double discount = ...; // 复杂的折扣计算逻辑

    // 断言：计算结果必须在 0 到 1 之间 (代表折扣率)
    assert discount >= 0.0 && discount <= 1.0 : "Calculated discount " + discount + " is out of valid range [0, 1]";

    return discount * total;
}

示例 3：验证 Switch 覆盖所有枚举 (Java 14+ switch 表达式更佳)

public String getStatusDescription(Status status) {
    switch (status) {
        case PENDING: return "Waiting";
        case PROCESSING: return "In Progress";
        case COMPLETED: return "Done";
        default:
            // 确保所有定义的 Status 枚举值都已处理
            assert false : "Unhandled status encountered: " + status;
            return "Unknown";
    }
}

三、 核心铁律与禁忌

1. 绝非业务错误处理： 不要用 assert 检查用户输入、文件存在性、网络可用性等可预测、需恢复的业务错误。使用 IllegalArgumentException, IOException 等异常。
2. 避免副作用： assert 的条件表达式绝不能产生程序状态变更。条件在禁用断言时不会被求值，副作用会导致程序行为不一致。

// 错误示范！禁用断言时 list 不会被移除元素！
assert !list.isEmpty() && list.remove(0) != null;

1. 生产环境关闭： 务必确保生产环境 JVM 未 启用 -ea。断言检查的性能开销在生产中通常不必要，且 AssertionError 可能导致程序非优雅终止。
2. 清晰表达意图： 使用第二种形式 (assert condition : message) 提供有意义的错误信息，快速定位问题。
3. 文档化： 在代码注释中说明关键断言所验证的不变量或假设，提升代码可读性。

四、 何时该用断言？总结

在 Java 的防御性编程工具箱中，断言 (assert) 是专为开发者打造的精密“Bug 探测器”。请牢记：

· 用断言消灭“不可能”： 捍卫代码核心逻辑假设（前置/后置条件、不变量）。
· 调试期启动 (-ea)： 开发测试阶段激活它，让隐藏 Bug 无处遁形。
· 生产环境关闭： 上线前务必移除其性能影响。
· 与异常泾渭分明： 业务错误处理 (try-catch/抛出异常) 是另一战场，勿混淆。

精准运用断言，就是在代码逻辑的核心要塞部署了最敏锐的哨兵，它能将那些潜伏极深、破坏力巨大的逻辑错误扼杀在萌芽阶段，显著提升软件的底层健壮性。