assert.h

<assert.h> 提供 assert 宏，用于在开发阶段检查程序假设。如果断言条件为假，程序输出错误信息并终止。assert 是调试的有力工具，帮助在问题发生点立即发现错误，而不是让错误传播。

assert 基本用法

#include <assert.h>

void divide(int a, int b)
{
    assert(b != 0);             /* 假设：除数不为零 */
    printf("%d\n", a / b);
}

divide(10, 2);                  /* 正常 */
divide(10, 0);                  /* 断言失败，程序终止 */

断言失败输出：

Assertion failed: b != 0, file test.c, line 5

禁用断言

定义 NDEBUG 宏后，所有 assert 被禁用：

#define NDEBUG                  /* 必须在 assert.h 之前 */
#include <assert.h>

/* assert 不再生效 */

编译时定义：

gcc -DNDEBUG program.c          /* 禁用断言 */

使用场景

函数前置条件：

void process_array(int *arr, int n)
{
    assert(arr != NULL);        /* 指针非空 */
    assert(n > 0);              /* 大小合法 */
    /* 处理 */
}

不变量检查：

void sort(int *arr, int n)
{
    /* 排序 */
    
    /* 验证排序结果（调试模式） */
    for (int i = 1; i < n; i++)
        assert(arr[i] >= arr[i - 1]);
}

不可能到达的分支：

switch (type) {
    case TYPE_A: /* ... */ break;
    case TYPE_B: /* ... */ break;
    default:
        assert(0 && "Unknown type");    /* 不应到达 */
}

常见错误

副作用在断言中：

assert((fp = fopen("data.txt", "r")) != NULL);
/* NDEBUG 时 fopen 不执行！ */

/* 正确 */
fp = fopen("data.txt", "r");
assert(fp != NULL);

用 assert 替代错误处理：

/* 错误：用户输入不应断言 */
assert(scanf("%d", &x) == 1);

/* 正确 */
if (scanf("%d", &x) != 1) {
    /* 错误处理 */
}

最佳实践

  • 断言检查程序员的假设（内部错误）
  • 不断言外部输入（用户、文件、网络）
  • 断言中不要有副作用
  • 发布版本用 NDEBUG 禁用
  • 断言信息应帮助定位问题