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詳解C++編程中斷言static_assert的使用

更新時(shí)間：2016年01月26日 14:38:23 投稿：goldensun

這篇文章主要介紹了C++編程中斷言static_assert的使用,斷言在debug時(shí)非常有用,是C++入門(mén)學(xué)習(xí)中的基礎(chǔ)知識(shí),需要的朋友可以參考下

斷言和用戶提供的消息
C++ 語(yǔ)言支持可幫助您調(diào)試應(yīng)用程序的三個(gè)錯(cuò)誤處理機(jī)制：#error 指令、static_assert 關(guān)鍵字和 assert (CRT) 宏。所有的三種機(jī)制都會(huì)發(fā)出錯(cuò)誤消息，其中兩個(gè)還會(huì)測(cè)試軟件斷言。軟件斷言指定在程序的某個(gè)特定點(diǎn)應(yīng)滿足的條件。如果編譯時(shí)斷言失敗，編譯器將發(fā)出診斷消息和編譯錯(cuò)誤。如果運(yùn)行時(shí)斷言失敗，操作系統(tǒng)將發(fā)出診斷消息并關(guān)閉應(yīng)用程序。
備注
應(yīng)用程序的生存期由預(yù)處理、編譯和運(yùn)行時(shí)階段組成。每個(gè)錯(cuò)誤處理機(jī)制都會(huì)訪問(wèn)在這三個(gè)階段之一中可用的調(diào)試信息。若要有效地調(diào)試，請(qǐng)選擇提供有關(guān)該階段的相應(yīng)信息的機(jī)制：
#error 指令在預(yù)處理時(shí)有效。它將無(wú)條件地發(fā)出用戶指定的消息并導(dǎo)致編譯因錯(cuò)誤而失敗。該消息可包含由預(yù)處理器指令操作的文本，但不會(huì)計(jì)算任何生成的表達(dá)式。
static_assert 聲明在編譯時(shí)有效。它將測(cè)試由用戶指定且可以轉(zhuǎn)換為布爾值的整數(shù)表達(dá)式表示的軟件斷言。如果表達(dá)式的計(jì)算結(jié)果為零 (false)，編譯器將發(fā)出用戶指定的消息，并且編譯因錯(cuò)誤而失敗。
static_assert 聲明對(duì)調(diào)試模板尤其有用，因?yàn)槟０鍏?shù)可包含在用戶指定的表達(dá)式中。
assert (CRT) 宏在運(yùn)行時(shí)有效。它會(huì)計(jì)算用戶指定的表達(dá)式，如果結(jié)果為零，系統(tǒng)將發(fā)出診斷消息并關(guān)閉應(yīng)用程序。很多其他宏（如_ASSERT 和 _ASSERTE）與此宏類似，但它們發(fā)出不同的系統(tǒng)定義或用戶定義的診斷消息。

static_assert
在編譯時(shí)測(cè)試軟件斷言。如果指定的常量表達(dá)式為 false，則編譯器顯示指定的消息，并且編譯失敗，錯(cuò)誤為 C2338；否則，聲明不起作用。
語(yǔ)法

static_assert( 
 constant-expression, 
 string-literal 
);

參數(shù)

參數(shù)	說(shuō)明
constant-expression	可以轉(zhuǎn)換為布爾值的整型常量表達(dá)式。如果計(jì)算出的表達(dá)式為零 (false)，則顯示 string-literal 參數(shù)，并且編譯因出錯(cuò)而失敗。如果表達(dá)式不為零 (true)，則 static_assert 聲明無(wú)效。
string-literal	當(dāng) constant-expression 參數(shù)為零時(shí)顯示的消息。該消息是編譯器的基本字符集中的一個(gè)字符串；即，不是多字節(jié)或?qū)捵址?/td>

備注
static_assert 聲明的 constant-expression 參數(shù)表示軟件斷言。軟件斷言指定在程序的某個(gè)特定點(diǎn)應(yīng)滿足的條件。如果滿足該條件，則 static_assert 聲明無(wú)效。如果未滿足該條件，則斷言失敗，編譯器在 string-literal 參數(shù)中顯示消息，并且編譯因出錯(cuò)而失敗。
static_assert 聲明在編譯時(shí)測(cè)試軟件斷言。相反，assert (CRT) 宏在運(yùn)行時(shí)測(cè)試軟件斷言，并會(huì)導(dǎo)致增大運(yùn)行時(shí)花費(fèi)的空間和時(shí)間。由于模板參數(shù)包含在 constant-expression 參數(shù)中，因此 static_assert 聲明對(duì)于調(diào)試模板很有用。
當(dāng)遇到聲明時(shí)，編譯器將檢查 static_assert 聲明是否存在語(yǔ)法錯(cuò)誤。如果編譯器不依賴于模板參數(shù)，則編譯器會(huì)立即計(jì)算 constant-expression 參數(shù)。否則，在對(duì)模板進(jìn)行實(shí)例化時(shí)，編譯器將計(jì)算 constant-expression 參數(shù)。因此，當(dāng)遇到聲明時(shí)，編譯器可能一次發(fā)布一個(gè)診斷消息，而在對(duì)模板進(jìn)行實(shí)例化時(shí)也是如此。
可以在命名空間、類或塊范圍中使用 static_assert 關(guān)鍵字。（由于 static_assert 關(guān)鍵字可以在命名空間范圍內(nèi)使用，因此，即使它不將新名稱引入程序中，但從技術(shù)上講，它也是一個(gè)聲明。）
說(shuō)明
在下面的示例中，static_assert 聲明具有命名空間范圍。由于編譯器知道類型 void * 的大小，因此可以立即計(jì)算表達(dá)式。
示例

static_assert(sizeof(void *) == 4, "64-bit code generation is not supported.");

說(shuō)明
在下面的示例中，static_assert 聲明具有類范圍。 static_assert 驗(yàn)證模板參數(shù)是否為純舊數(shù)據(jù) (POD) 類型。編譯器將在聲明 static_assert 聲明時(shí)檢查該聲明，但不計(jì)算 constant-expression 參數(shù)，直到在 main() 中實(shí)例化 basic_string 類模板。
示例

#include <type_traits>
#include <iosfwd>
namespace std {
template <class CharT, class Traits = std::char_traits<CharT> >
class basic_string {
 static_assert(tr1::is_pod<CharT>::value,
     "Template argument CharT must be a POD type in class template basic_string");
 // ...
 };
}
struct NonPOD {
 NonPOD(const NonPOD &) {}
 virtual ~NonPOD() {}
};
int main()
{
 std::basic_string<char> bs;
}

說(shuō)明
在下面的示例中，static_assert 聲明具有塊范圍。 static_assert 驗(yàn)證 VMPage 結(jié)構(gòu)的大小是否與該系統(tǒng)的虛擬內(nèi)存頁(yè)大小相等。
示例

#include <sys/param.h> // defines PAGESIZE
class VMMClient {
public:
 struct VMPage { // ... 
   };
 int check_pagesize() {
 static_assert(sizeof(VMPage) == PAGESIZE,
  "Struct VMPage must be the same size as a system virtual memory page.");
 // ...
 }
// ...
};

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