C语言 assert()函数

本文详细介绍了C语言中assert()函数的用法及其注意事项,包括如何检验传入参数的合法性、正确处理多个条件判断、避免使用改变环境的语句等,并提供了具体的代码示例。

C语言assert()函数用法总结

assert宏的原型定义在<assert.h>中,其作用是如果它的条件返回错误,则终止程序执行,原型定义:

#include <assert.h>
void assert( int expression );

assert的作用是现计算表达式 expression ,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。请看下面的程序清单badptr.c:

复制代码
 1 #include <stdio.h>
 2 #include <assert.h>
 3 #include <stdlib.h>
 4 int main( void )
 5 {
 6        FILE *fp;
 7     
 8        fp = fopen( "test.txt", "w" );//以可写的方式打开一个文件,如果不存在就创建一个同名文件
 9        assert( fp );                           //所以这里不会出错
10        fclose( fp );
11     
12        fp = fopen( "noexitfile.txt", "r" );//以只读的方式打开一个文件,如果不存在就打开文件失败
13        assert( fp );                           //所以这里出错
14        fclose( fp );                           //程序永远都执行不到这里来
15        return 0;
16 }
复制代码

已放弃使用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 <assert.h>的语句之前插入 #define NDEBUG 来禁用assert调用,示例代码如下:

#include <stdio.h>
#define NDEBUG
#include <assert.h>

用法总结与注意事项:

1)在函数开始处检验传入参数的合法性如:

复制代码
int resetBufferSize(int nNewSize)
{
  //功能:改变缓冲区大小,
  //参数:nNewSize 缓冲区新长度
  //返回值:缓冲区当前长度 
  //说明:保持原信息内容不变     nNewSize<=0表示清除缓冲区
  assert(nNewSize >= 0);
  assert(nNewSize <= MAX_BUFFER_SIZE);
  ...
}
复制代码

  2)每个assert只检验一个条件,因为同时检验多个条件时,如果断言失败,无法直观的判断是哪个条件失败,如:

 不好:

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

 好:

assert(nOffset >= 0);
assert(nOffset+nSize <= m_nInfomationSize);
<span style="font-family:'black Verdana',Arial,Helvetica,sans-serif;font-size:18px;line-height: 21px;">3)<strong><span style="color:#ff0000;">不能使用改变环境的语句,因为assert只在DEBUG个生效,如果这么做,会使用程序在真正运行时遇到问题,</span></strong>如:</span>

 错误:

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:

assert(i < 100);
 i++;

   4)assert和后面的语句应空一行,以形成逻辑和视觉上的一致感。
  5)有的地方,assert不能代替条件过滤。

作者: cpoint
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<think>我们正在回答用户关于C语言assert函数的问题,用户要求了解使用方法、功能、原理等。 根据提供的引用,我们可以整理出以下信息: 1. assert是一个宏,用于在程序中插入诊断信息(引用[1], [2], [3])。 2. 当assert的条件表达式为假(0)时,会触发断言失败,程序终止并输出错误信息(引用[3])。 3. assert主要用于调试阶段,在发布版本中可以通过定义NDEBUG宏来禁用assert,以避免性能开销(引用[1], [2], [3])。 4. 使用assert时,应避免在表达式中使用有副作用的操作(如函数调用、修改变量等),因为在发布版本中这些表达式会被完全移除(引用[3])。 5. 错误信息包含:失败的表达式、文件名、行号(引用[3])。 6. 使用场景:检查函数参数的合法性、检查数组越界等(引用[1], [4])。 我们将按照以下结构组织回答: 一、assert函数的功能 二、assert函数的原理(宏定义) 三、使用方法(示例) 四、注意事项 五、优化建议(自定义断言宏) 同时,我们会生成相关问题。 注意:根据系统指令,行内数学表达式用$...$,独立公式用$$...$$,但本问题不涉及数学公式,所以主要关注代码和文本。 另外,我们需要在引用的地方添加引用标识。 </think>### C语言assert函数详解 #### 一、功能与原理 assert是C标准库`<assert.h>`中定义的调试宏,用于验证程序中的假设条件。其核心原理是: 1. 当表达式为真(非0)时:程序正常执行,无任何输出 2. 当表达式为假(0)时:立即终止程序,并输出错误信息(包含文件名、行号、失败表达式)[^3] 错误信息格式示例: ``` Assertion failed: n >= 0, file example.c, line 15 ``` #### 二、使用方法 ```c #include <assert.h> void process_array(int* arr, size_t n) { assert(arr != NULL); // 检查空指针 assert(n > 0); // 检查有效长度 for(size_t i=0; i<n; i++){ assert(i < MAX_SIZE); // 检查数组边界 // 处理逻辑 } } ``` **关键用法**: 1. 参数验证:检查函数参数合法性(如非空指针、有效范围) 2. 前置条件:验证函数执行所需的条件 3. 后置条件:验证函数执行后的结果 4. 不变式检查:验证循环/逻辑中的不变条件[^1][^4] #### 三、核心特性 1. **调试专用**:仅在调试阶段启用,通过`#define NDEBUG`可在发布版禁用所有assert ```c #define NDEBUG // 禁用assert #include <assert.h> ``` 2. **无副作用要求**:断言表达式应避免包含函数调用或变量修改,因发布版中表达式会被完全移除[^3] 3. **性能影响**:频繁调用可能影响性能,建议仅用于关键检查点[^2] #### 四、自定义断言宏 标准assert的扩展方案: ```c #define CUSTOM_ASSERT(expr) \ if(!(expr)) { \ fprintf(stderr, "[ERROR] %s:%d: Assert '%s' failed\n", \ __FILE__, __LINE__, #expr); \ exit(EXIT_FAILURE); \ } ``` 优势:可定制错误格式、记录日志、添加错误代码等[^1] #### 五、最佳实践 1. 验证函数参数:`assert(pointer != NULL);` 2. 检查边界条件:`assert(index < array_size);` 3. 禁止用于用户输入验证(应使用错误处理机制) 4. 重要不变式检查:`assert(is_valid_state());` 5. 发布版本必须通过`NDEBUG`禁用assert[^3][^4] > 断言是程序员的"安全网",用于捕获编码阶段的假设错误 —— 它不该处理运行时错误[^3]
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