C標準庫<assert.h>的實現(xiàn)詳解
本文實例講解了C標準庫<assert.h>的實現(xiàn)過程及相關用法。分享給大家供大家參考。具體分析如下：
一、背景知識
頭文件<assert.h>唯一的目的就是提供assert宏定義，可以在程序中關鍵的地方使用這個宏來進行斷言。如果一處斷言被證明非真，希望程序在標準錯誤流輸出一條適當?shù)奶崾拘畔?，并使?zhí)行異常終止。
可以這樣寫代碼：
#include<assert.h> ... assert(0 <= i && i < sizeof(a) / sizeof(a[0]));
當然上面的代碼不是實戰(zhàn)中的最好的形式，程序異常終止應該改為某種錯誤的恢復。
宏NDEBUG
可以通過在程序的某些地方定義宏NDEBUG來改變assert的展開方式
如果程序某個包含assert的地方沒有定義NDEBUG，該頭文件就會將宏assert定義為活動形式，它就可以展開為一個表達式，測試斷言并在斷言為假的時候輸出一條錯誤信息，然后程序終止。反之，如果定義了NDEBUG，頭文件就會把這個宏定義為不執(zhí)行任何操作的靜止形式。
二、<assert.h>的使用
從上面的代碼中可以看到，可以使用一個簡單的謂詞來簡化assert：
if(!ok) abort(); //在頭文件<stdlib.h>中聲明
如果覺得斷言沒有存在的必要，就在包含頭文件之前加上下面的代碼：
#define NDEBUG //取消斷言 #include<assert.h>
可以在整個源文件中用不同的方式控制斷言，當斷言在頻繁執(zhí)行的循環(huán)內部發(fā)生時，性能可能會急劇下降，或在達到提示性的部分之前，一個更早的斷言可能會終止程序。要打開斷言，可以寫：
#undef NDEBUG #include<assert.h>
要關閉斷言，可以寫：
#define NDEBUG #include<assert.h>
注意：即使宏NDEBUG已經被定義了，我們仍然可以安全地定義它，這是一個良性重定義
三、<assert.h>的實現(xiàn)
從上面的分析知該頭文件的大致框架如下：
#undef assert //消除已定義的 #ifdef NDEBUG #define assert(expr) ((void) 0) //功能失效 #else #define assert (expr) ... #endif
一個簡單的編寫宏assert的活動形式的方式如下：
#define assert(expr) if(!(expr)) \
fprintf(stderr, "Assertion failed: %s, file %s, line %i\n", \
#expr, __FILE__, __LINE__)
這種方式因為如下幾種原因不能接受：
1、宏不能直接調用庫的任何輸出函數(shù)
上面的定義中包含fprintf、stderr等在stdio.h中定義的函數(shù)或宏，程序可能沒有包含這個頭文件
2、宏必須能擴展為一個void類型的表達式
3、宏應該可以擴展為有效并且緊湊的代碼
這個版本卻總是調用了一個傳遞了5個參數(shù)的函數(shù)
修改后的assert宏如下：
#undef assert
#ifdef NDEBUG
#define assert(expr) ((void) 0)
#else
void __bad_assertion (const char *_mess);
#define __str(x) # x
#define __xstr(x) __str(x)
#define assert(expr) ((expr)? (void)0 : \
__bad_assertion("Assertion \"" #expr \
"\" failed, file " __xstr(__FILE__) \
", line " __xstr(__LINE__) "\n"))
#endif
其中__LINE__ 是內置宏，代表該行代碼的所在行號，由于__LINE__沒有擴展成字符串字面量，它變成了一個十進制常量，把它轉換成適當?shù)男问叫枰粋€額外的處理層。向頭文件中添加兩個隱藏的宏__str和__xstr來實現(xiàn)，其中一個宏用它的十進制常量擴展來取代__LINE__，另一個是把十進制常量轉換成一個字符串字面量
宏調用的隱藏庫函數(shù)__bad_assertion的實現(xiàn)：
#include<assert.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
void __bad_assertion(const char *mess) {
fputs(mess, stderr);
abort();
}
函數(shù)__bad_assertion使用了兩個其他的庫函數(shù)，通過調用<stdio.h>中聲明的函數(shù)fputs把字符串寫到標準錯誤流，并使用abort異常終止程序的執(zhí)行，有關這些相關頭文件以后會詳細剖析。
四、<assert.h>的測試
#include<assert.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
int main( void )
{
FILE *fp;
fp = fopen( "test.txt", "w" );//以可寫的方式打開一個文件，如果不存在就創(chuàng)建一個同名文件
assert( fp ); //所以這里不會出錯
fclose( fp );
fp = fopen( "noexitfile.txt", "r" );//以只讀的方式打開一個文件，如果不存在就打開文件失敗
assert( fp ); //所以這里出錯
fclose( fp ); //程序永遠都執(zhí)行不到這里來
return 0;
}
注意：
1.在函數(shù)開始處檢驗傳入?yún)?shù)的合法性如：
int resetBufferSize(int nNewSize)
{
//功能:改變緩沖區(qū)大小,
//參數(shù):nNewSize 緩沖區(qū)新長度
//返回值:緩沖區(qū)當前長度
//說明:保持原信息內容不變 nNewSize<=0表示清除緩沖區(qū)
assert(nNewSize >= 0);
assert(nNewSize <= MAX_BUFFER_SIZE);
...
}
2.每個assert只檢驗一個條件，因為同時檢驗多個條件時，如果斷言失敗，無法直觀的判斷是哪個條件失敗，如：
assert(nOffset>=0 && nOffset+nSize<=m_nInfomationSize);//不好 //好 assert(nOffset >= 0); assert(nOffset+nSize <= m_nInfomationSize);
3.不能使用改變環(huán)境的語句，因為assert只在DEBUG個生效，如果這么做，會使用程序在真正運行時遇到問題，如：
錯誤：
assert(i++ < 100);
這是因為如果出錯，比如在執(zhí)行之前i=100，那么這條語句就不會執(zhí)行，那么i++這條命令就沒有執(zhí)行。
正確：
assert(i < 100); i++;
4.assert和后面的語句應空一行，以形成邏輯和視覺上的一致感。
5.在有的地方，assert不能代替條件過濾。
相信本文所述對大家C程序設計的學習有一定的借鑒價值。
相關文章
c++語言中虛函數(shù)實現(xiàn)多態(tài)的原理詳解
這篇文章主要給大家介紹了關于c++語言中虛函數(shù)實現(xiàn)多態(tài)的原理的相關資料，文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家學習或者使用c++語言具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面來一起學習學習吧2019-05-05
基于OpenCV實現(xiàn)車道線檢測(自動駕駛 機器視覺)
無人駕駛技術是機器學習為主的一門前沿領域，在無人駕駛領域中機器學習的各種算法隨處可見，本文將為大家介紹無人駕駛技術中的車道線檢測，感興趣的小伙伴可以了解一下2021-11-11
這篇文章主要介紹了C++實現(xiàn)當前時間動態(tài)顯示的方法,涉及C++時間操作及Sleep方法的使用,具有一定參考借鑒價值,需要的朋友可以參考下2015-07-07
在面向對象的編程中,一般通過繼承和虛函數(shù)來提供抽象能力,下面這篇文章主要給大家介紹了關于C++通用動態(tài)抽象工廠的相關資料,文中通過實例代碼介紹的非常詳細,需要的朋友可以參考下2022-07-07
排序編程中非常基礎的的理論方法，雖然排序的方法多，但是理解起來并不難，它是最基本的，初學者一定要掌握的東西。本文給大家介紹的非常詳細，對大家的學習或工作具有一定的參考借鑒價值2021-11-11
這篇文章主要為大家介紹了C語言聯(lián)合體Union特點及運用的全面講解教程有需要深度朋友可以借鑒參考下，希望能夠有所幫助，祝大家多多進步早日升職加薪2021-10-10
這篇文章主要為大家詳細介紹了QT實現(xiàn)簡單打地鼠游戲，文中示例代碼介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下2020-12-12
本文主要介紹了拷貝構造函數(shù)和賦值運算符的區(qū)別，以及在什么時候調用拷貝構造函數(shù)、什么情況下調用賦值運算符。最后，簡單的分析了下深拷貝和淺拷貝的問題。有需要的朋友可以看下2016-12-12
goto語句也被稱為無條件轉移語句，這篇文章主要介紹了C++跳轉語句之Goto對變量定義的影響，文中通過示例代碼解文字介紹的很詳細，相信對大家的理解和學習具有一定的參考借鑒價值，有需要的朋友們下面跟著小編一起來學習學習吧。2016-11-11
這篇文章主要介紹了c++11&14-多線程的使用方法，文中代碼非常詳細，方便大家更好的參考和學習，感興趣的朋友快來了解下2020-06-06