boost.assert库 static_assert

本文介绍了断言的概念及其在调试中的应用,并详细解析了Boost.Assert库提供的增强断言功能,包括BOOST_ASSERT和BOOST_VERIFY宏的使用方法及注意事项。

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 ASSERT() 是一个调试程序时经常使用的宏,在程序运行时它计算括号内的表达式,如果表达式为FALSE (0), 程序将报告错误,并终止执行。如果表达式不为0,则继续执行后面的语句。这个宏通常原来判断程序中是否出现了明显非法的数据,如果出现了终止程序以免导致严重后果,同时也便于查找错误。例如,变量n在程序中不应该为0,如果为0可能导致错误,你可以这样写程序:
    ......
    ASSERT( n != 0);
    k = 10/ n;
    ......
    ASSERT只有在Debug版本中才有效,如果编译为Release版本则被忽略。


boost.assert库增强了原始的运行时assert宏,static_assert库提供了静态断



言(编译器诊断)
使用boost.assert库需要包含头文件<boost/assert.hpp>
BOOST_ASSERT宏:在debug模式下生效,release模式下不会进行编译
用法:
  禁用断言:可以有选择的关闭BOOST_ASSERT   BOOST_DISABLE_ASSERTS
 
   #define  BOOST_DISABLE_ASSERTS//禁用boost的断言,但是标准的assert


不受影响
   #include "boost/assert.hpp"
   double func(int x)
   {
      BOOST_ASSERT(x!=0 && "底数为0");//用&&输出断言描述信息(应经失


效)
     return 1.0/x;
    }
   void main()
   {
     double res=func(0);
   }
 
 
 


 断言处理函数
 使用BOOST_ENABLE_ASSERT_HANDLER宏
示例
#define  BOOST_ENABLE_ASSERT_HANDLER  //如果断言失败调用


boost::assertion_failed()
#include "boost/assert.hpp"
#include "iostream"
double func(int x)
 {
    BOOST_ASSERT(x!=0 && "底数为0");//用&&输出断言描述信息
    return 1.0/x;
 }
  namespace boost//必须重写boost命名空间里的assertion_failed函数,否


则会有链接错误
{
   void assertion_failed(char const * expr, char const * function, 


char const * file, long line)
     {
       std::cout<<"断言失败\n";
       std::cout<<"表达式:"<<expr<<std::endl;
       std::cout<<"调用函数:"<<function<<std::endl;
       std::cout<<"失败文件:"<<file<<std::endl;
       std::cout<<"文件行数:"<<line<<std::endl;
    }
}
void main()
 {
    double res=func(0);
 }
 
 
 
BOOST_VERIFY宏
它与BOOST_ASSERT有一样的行为
区别:断言的表达式一定会被求值(可以运用断言运算,或者验证函数返回值)
 
void main()
{
  int len;
   BOOST_VERIFY(len=strlen("123"));
   std::cout<<len<<std::endl;// 输出为3
 

}

assert和BOOST_ASSERT 用于运行时的断言
static_assert库把断言的诊断时刻由运行期提前到编译期,编译器检查可能发


生的错误,增强了程序的健壮性
需要包含头文件<boost/static_assert.hpp>
 
 
#include "boost/static_assert.hpp"//静态assert库
void main()
{
    int len=4;
 BOOST_STATIC_ASSERT(16==0x10);
 BOOST_STATIC_ASSERT(4==sizeof(int));
 
}
 BOOST_ASSERT(assert) assert必须是一个能够执行的语句,只能出现在函数


域里
 BOOST_STATIC_ASSERT 可以出现在程序的任何位置:名字空间域,类或者函数里

在 C/C++ 编程中,`STATIC_ASSERT` 宏是一种用于在编译时检查条件是否为真的机制,通常用于确保某些编译时假设的正确性。这种机制在 C++11 中被标准化为 `static_assert` 关键字,但在 C++11 之前或某些需要兼容性的场景中,开发者通常会使用自定义宏来模拟类似功能。 ### `STATIC_ASSERT` 宏的定义 一个典型的 `STATIC_ASSERT` 宏定义如下: ```cpp template<bool> struct STATIC_ASSERTION_FAILURE; template<> struct STATIC_ASSERTION_FAILURE<true> {}; template<int x> struct static_assert_test {}; #define STATIC_ASSERT(B) \ typedef static_assert_test<sizeof(STATIC_ASSERTION_FAILURE<B>)> \ static_assert_typedef_##__LINE__ ``` 该宏的实现依赖于模板特化和 `sizeof` 运算符的特性。当条件 `B` 为假时,`STATIC_ASSERTION_FAILURE<B>` 是一个未定义的不完整类型,因此 `sizeof` 运算会失败,从而导致编译错误。如果 `B` 为真,则 `STATIC_ASSERTION_FAILURE<true>` 是一个已定义的空结构体,`sizeof` 可以正常计算其大小,宏定义顺利通过编译[^1]。 ### `static_assert` 的标准语法 在 C++11 及以后版本中,标准提供了 `static_assert` 关键字,其语法如下: ```cpp static_assert(constant-expression, error-message); ``` - `constant-expression`:必须是一个编译时常量表达式。 - `error-message`:当断言失败时,编译器将输出的错误信息字符串。 例如: ```cpp static_assert(sizeof(void*) == 8, "Pointer size must be 8 bytes."); ``` 此语句确保指针大小为 8 字节,否则编译失败并提示指定的错误信息[^4]。 ### 使用场景 1. **类型检查**:确保某些类型满足特定条件,例如确保某个模板参数是整数类型。 ```cpp template<typename T> void foo() { static_assert(std::is_integral<T>::value, "T must be an integral type."); } ``` 2. **编译时配置检查**:验证编译环境是否符合预期,例如指针大小、字节对齐等。 ```cpp static_assert(sizeof(int) == 4, "int must be 4 bytes on this platform."); ``` 3. **防止不支持类型的实例化**:限制模板仅用于支持的类型集合。 ```cpp template<typename T> class MyContainer { static_assert(std::is_pod<T>::value, "MyContainer can only be used with POD types."); }; ``` 4. **替代 `BOOST_STATIC_ASSERT`**:Boost 中的 `BOOST_STATIC_ASSERT` 是早期 C++ 中常用的静态断言宏,其原理与上述自定义宏类似,但在现代 C++ 中已被 `static_assert` 所取代。 ### 示例代码 以下是一个完整的示例,展示了如何使用 `static_assert` 来确保类型大小和模板参数类型: ```cpp #include <type_traits> // 确保指针大小为 8 字节 static_assert(sizeof(void*) == 8, "Pointer size must be 8 bytes."); // 确保模板参数为整数类型 template<typename T> void check_integral() { static_assert(std::is_integral<T>::value, "T must be an integral type."); } int main() { check_integral<int>(); // 合法 // check_integral<float>(); // 编译失败:T must be an integral type. return 0; } ``` ### 总结 `STATIC_ASSERT` 宏和 `static_assert` 提供了在编译时进行条件检查的能力,有助于在早期发现潜在问题并提升代码的健壮性。`static_assert` 是 C++11 标准的一部分,推荐在现代 C++ 项目中使用,而 `STATIC_ASSERT` 宏则主要用于兼容旧代码或特定(如 Boost)中。 ---
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