【C语言笔记】assert()怎么用？
一、什么是assert()？
编写代码时，我们总是会做出一些假设，断言（assert）就是用于在代码中捕捉这些假设，可以将断言看作是异常处理的一种高级形式。
断言表示为一些布尔表达式，程序员相信在程序中的某个特定点该表达式值为真。可以在任何时候启用和禁用断言验证，因此可以在测试时启用断言，而在部署时禁用断言。同样，程序投入运行后，最终用户在遇到问题时可以重新启用断言。
注意：assert()是一个宏，而不是函数。
二、assert怎么用？
1、assert所在的头文件及原型
在MinGW工具中，assert()宏在存在于头文件assert.h中，其关键内容如下：
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_CRTIMP void __cdecl __MINGW_NOTHROW _assert (const char*, const char*, int) __MINGW_ATTRIB_NORETURN;
assert()宏接受一个整形表达式参数。如果表达式的值为假，assert()宏就会调用_assert函数在标准错误流中打印一条错误信息，并调用abort()（abort()函数的原型在stdlib.h头文件中）函数终止程序。
当我们认为已经排除了程序的bug时，就可以把宏定义#define NDEBUG写在包含assert.h位置前面。
小知识：
__cdecl是C Declaration的缩写（declaration，声明），表示C语言默认的函数调用方法：所有参数从右到左依次入栈。_CRTIMP是C run time implement的简写，C运行库的实现的意思。作为用户代码，不应该使用这个东西。提示是使用dll的动态 C 运行时库还是静态连接的 C 运行库的一个宏。
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__MINGW_NOTHROW与__MINGW_ATTRIB_NORETURN是异常处理相关标识这几个标识符在C语言标准库文件中都有用得到，但是我们不需要关心，在我们用户的角度来看，以上函数原型我们看成：void _assert(const char*, const char*, int)；即可。
2、assert应用
assert主要用于类型检查及单元测试中。
单元测试（unit testing），是指对软件中的最小可测试单元进行检查和验证。对于单元测试中单元的含义，一般来说，要根据实际情况去判定其具体含义，如C语言中单元指一个函数。
（1）例子一：除法运算
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/*
编译环境：mingw32 gcc6.3.0
*/
int main(void)
{
int a, b, c;
printf("请输入b, c的值：");
scanf("%d %d", &b, &c);
a = b / c;
printf("a = %d", a);
return 0;
}
此处，变量c作为分母是不能等于0，如果我们输入2 0，结果是什么呢？结果是程序会蹦：
这个例子中只有几行代码，我们很快就可以找到程序蹦的原因就是变量c的值为0。但是，如果代码量很大，我们还能这么快的找到问题点吗？
这时候，assert()就派上用场了，以上代码中，我们可以在a = b / c;这句代码之前加上assert(c);这句代码用来判断变量c的有效性。此时，再编译运行，得到的结果为：
可见，程序蹦的同时还会在标准错误流中打印一条错误信息：
Assertion failed：c, file hello.c, line 12
这条信息包含了一些对我们查找bug很有帮助的信息：问题出在变量c，在hello.c文件的第12行。这么一来，我们就可以迅速的定位到问题点了。
细心的朋友会发现，上边我们对assert()的介绍中，有这么一句说明：如果表达式的值为假，assert()宏就会调用_assert函数在标准错误流中打印一条错误信息，并调用abort()（abort()函数的原型在stdlib.h头文件中）函数终止程序。
所以，针对我们这个例子，我们的assert()宏我们也可以用以下代码来代替：
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if (0 == c)
{
puts("c的值不能为0，请重新输入！");
abort();
}
这样，也可以给我们起到提示的作用：
但是，使用assert()至少有几个好处：
1）能自动标识文件和出问题的行号。
2）无需要更改代码就能开启或关闭assert机制(开不开启关系到程序大小的问题)。如果认为已经排除了程序的bug，就可以把下面的宏定义写在包含assert.h的位置的前面：
并重新编译程序，这样编辑器就会禁用工程文件中所有的assert()语句。如果程序又出现问题，可以移除这条#define指令（或把它注释掉），然后重新编译程序，这样就可以重新启用了assert()语句。
（2）例子二：STM32库函数
我们来看我们比较熟悉的GPIO初始化函数：
可见，该函数的实现中，有三条assert_param()这样的语句，其作用就是对一些函数入口参数进行一些有效性检查。
其实assert_param()这就类似与我们C标准库中的assert()。针对stm32f10x系列来说，其被定义在文件stm32f10x_conf.h中：
除了GPIO初始化函数之外，STM32固件库函数中的其他函数都是会做这样的参数检查。
三、assert与if的比较？
assert()断言功能好像用if也能实现，仔细一看这两者还是有区别。下面看一下它们的区别。
先看一个例子，我们使用malloc函数定义一个存着堆空间中的变量，我们该怎么定义及该怎么做一些防御处理呢？
首先，我们要知道，malloc函数如果分配成功内存则返回指向被分配内存的指针(此存储区中的初始值不确定)，否则返回空指针NULL。看如下代码：
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int* p = (int*)malloc(sizeof(int))；
assert(p); /* 错误示例 */
这么写会有问题吗？
看似没问题，实则问题很大！我们的assert()会在我们调试完毕之后禁用掉，这么一来以上代码就相当于只有下面这一句了：
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int* p = (int*)malloc(sizeof(int))；
此时，当我们的程序在跑的时候malloc申请不到内存空间了，也没有做一些解决措施，可能就会产生致命错误。
我们应该把以上代码改写为：
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int* p = (int*)malloc(sizeof(int))；
if (NULL == p) /*请使用if来判断,这是有必要的*/
{
/* 做一些处理 */
}
下面看一下assert与if做防错处理的两点用法的区别：
1、assert语句用在debug版本的调试中；if(NULL!=p)是在release版本中检验指针的有效性；
2、assert一般用与检查函数参数的合法性（有效性）而不是正确性，但是合法的程序并不见得是程序逻辑正确的程序，该用if做判断处理的地方还是得做处理。
也就是assert在调试期间用来检查一些不允许出现的情况是否有发生，一旦发生就表明我们的程序很可能有BUG，而if判断的就是我们理所应当处理的各种情况，且这些情况如果发生并不代表程序发生BUG。
四、_Static_assert(C11标准)
assert()是在运行时进行检查的，如果一份工程很大，编译起来需要很长时间，一些情况在运行时检查，效率就比较低了。
这时候_Static_assert()就派上用场了，这是C11标准中的一个特性，_Static_assert()在编译时进行检查，如果编译时检测到代码里的一些异常情况，就会导致程序无法通过编译。下面来看一个例子：
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/*
编译环境：mingw32 gcc6.3.0
编译命令：gcc -std=c11 hello.c -o hello.exe
*/
_Static_assert(CHAR_BIT == 16, "16-bit char falsely assumed");
int main(void)
{
printf("欢迎关注嵌入式大杂烩！置顶公众号查看更多笔记\n");
return 0;
}
_Static_assert接受两个参数，第一个参数是整型常量表达式，第二个参数是一个字符串。如果第一个表达式为0，编译时就会输出第二个参数的字符串，而且编译不通过。
该程序编译结果如下：
可见，编译报错了，并且打印提示了我们的问题所在点，打印出了我们_Static_assert第二个参数的字符串，这样我们就可以很快地定位到导致编译错误的问题了。ps：关于C语言的几个标准可查看往期笔记：【C语言笔记】什么是ANSI C标准？
以上就是关于assert()断言宏的一些总结笔记，如有错误欢迎指出！
参考资料：
1、《C Primer Plus》
2、STM32固件库
3、https://blog.csdn.net/My_heart_/article/details/51405263
4、https://blog.csdn.net/ylwdi/article/details/82712956
5、https://baike.baidu.com/item/assert/10931289?fr=aladdin猜你喜欢：
我的个人博客：
https://zhengnianli.github.io
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