本文實例講解了C標準庫<assert.h>的實現過程及相關用法。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的提示信息，并使執行異常終止。
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，當斷言在頻繁執行的循環內部發生時，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
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
上面的定義中包含fprintf、stderr等在stdio.h中定義的函數或宏，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個參數的函數
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，把它轉換成適當的形式需要一個額外的處理層。向頭文件中添加兩個隱藏的宏__str和__xstr來實現，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__bad_assertion的實現：
#include<assert.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>void __bad_assertion(const char *mess) { fputs(mess, stderr); abort(); }函數__bad_assertion使用了兩個其他的庫函數，通過調用<stdio.h>中聲明的函數fputs把字符串寫到標準錯誤流，并使用abort異常終止程序的執行，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 ); //程序永遠都執行不到這里來 return 0;}注意：
1.在函數開始處檢驗傳入參數的合法性如：
int resetBufferSize(int nNewSize){ //功能:改變緩沖區大小, //參數:nNewSize 緩沖區新長度 //返回值:緩沖區當前長度 //說明:保持原信息內容不變 nNewSize<=0表示清除緩沖區 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，比如在執行之前i=100，那么這條語句就不會執行，那么i++這條命令就沒有執行。
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。
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