- 一、前言
- 二、assert 断言
- 三、if VS assert
- 四、总结
一、前言
我们在撸代码的时候，经常需要对代码的安全性进行检查，例如：
1. 指针是否为空?
2. 被除数是否为 0?
3. 函数调用的返回结果是否有效?
4. 打开一个文件是否成功?
对这一类的边界条件进行检查的手段，一般都是使用 if 或者 assert 断言，无论使用哪一个，都可以达到检查的目的。那么是否就意味着：这两者可以随便使用，想起来哪个就用哪个?
这篇小短文我们就来掰扯掰扯：在不同的场景下，到底是应该用 if，还是应该使用 assert 断言?
写这篇文章的时候，我想起了孔乙己老先生的那个问题：茴香豆的“茴”字有几种写法?
似乎我们没有必要来纠结应该怎么选择，因为都能够实现想要的功能。以前我也是这么想的，但是，现在我不这么认为。
成为技术大牛、拿到更好的offer，也许就在这些细微之间就分出了胜负。
二、assert 断言
刚才，我问了下旁边的一位工作 5 年多的嵌入式开发者：if 和 assert 如何选择?他说：assert 是干什么的?!
看来，有必要先简单说一下 assert 断言。
assert() 的原型是：
- void assert(int expression);
1. 如果宏的参数求值结果为非零值，则不做任何操作(no action);
2. 如果宏的参数是零值，就打印诊断消息，然后调用abort()。
例如下面的代码：
- #include <assert.h>
- int my_div(int a, int b)
- {
- assert(0 != b);
- return a / b;
- }
1. 当 b 不为 0 时，assert 断言什么都不做，程序往下执行;
2. 当 b 为 0 时，assert 断言就打印错误信息，然后终止程序;
从功能上来说，assert(0 != b); 与下面的代码等价：
- if (0 == b)
- {
- fprintf(stderr, "b is zero...");
- abort();
- }
assert 是一个宏，不是一个函数
在 assert.h 头文件中，有如下定义：
- #ifdef NDEBUG
- #define assert(condition) ((void)0)
- #else
- #define assert(condition) /*implementation defined*/
- #endif
既然是宏定义，说明是在预处理的时候进行宏替换。
从上面的定义中可以看到：
- 如果定义了宏 NDEBUG，那么 assert() 宏将不做什么动作，也就是相当于一条空语句：(void)0;，当在 release 阶段编译代码的时候，都会在编译选项中(Makefile)定义这个宏。
- 如果没有定义宏 NDEBUG，那么 assert() 宏将会把一些检查代码进行替换，我们在开发阶段执行 debug 模式编译时，一般都会屏蔽掉这 NDEBUG 这个宏。
三、if VS assert
还是以一个代码片段来描述问题，以场景化来讨论比较容易理解。
- // brief: 把两个短字符串拼接成一个字符串
- char *my_concat(char *str1, char *str2)
- {
- int len1 = strlen(str1);
- int len2 = strlen(str2);
- int len3 = len1 + len2;
- char *new_str = (char *)malloc(len3 + 1);
- memset(new_str, 0 len3 + 1);
- sprintf(new_str, "%s%s", str1, str2);
- return new_str;
- }
如果一个开发人员写出上面的代码，一定会被领导约谈的!它存在下面这些问题：
- 没有对输入参数进行有效性检查;
- 没有对 malloc 的结果进行检查;
- sprintf 的效率很低;
- …
1. 使用 if 语句来检查
- char *my_concat(char *str1, char *str2)
- {
- if (!str1 || !str2) // 参数错误
- return NULL;
- int len1 = strlen(str1);
- int len2 = strlen(str2);
- int len3 = len1 + len2;
- char *new_str = (char *)malloc(len3 + 1);
- if (!new_str) // 申请堆空间失败
- return NULL;
- memset(new_str, 0 len3 + 1);
- sprintf(new_str, "%s%s", str1, str2);
- return new_str;
- }
2. 使用 assert 断言来检查
- char *my_concat(char *str1, char *str2)
- {
- // 确保参数正确
- assert(NULL != str1);
- assert(NULL != str2);
- int len1 = strlen(str1);
- int len2 = strlen(str2);
- int len3 = len1 + len2;
- char *new_str = (char *)malloc(len3 + 1);
- // 确保申请堆空间成功
- assert(NULL != new_str);
- memset(new_str, 0 len3 + 1);
- sprintf(new_str, "%s%s", str1, str2);
- return new_str;
- }
3. 你喜欢哪一个?
首先声明一点：以上这 2 种检查方式，在实际的代码中都很常见，从功能上来说似乎也没有什么影响。因此，没有严格的错与对之分，很多都是依赖于每个人的偏好习惯不同而已。
(1) assert 支持者
我作为 my_concat() 函数的实现者，目的是拼接字符串，那么传入的参数必须是合法有效的，调用者需要负责这件事。如果传入的参数无效，我会表示十分的惊讶!怎么办：崩溃给你看!
(2)if 支持者
我写的 my_concat() 函数十分的健壮，我就预料到调用者会乱搞，故意的传入一些无效参数，来测试我的编码水平。没事，来吧，我可以处理任何情况!
这两个派别的理由似乎都很充足!那究竟该如何选择?难道真的的跟着感觉走吗?
假设我们严格按照常规的流程去开发一个项目：
1. 在开发阶段，编译选项中不定义 NDEBUG 这个宏，那么 assert 就发挥作用;
2. 项目发布时，编译选项中定义了 NDEBUG 换个宏，那么 assert 就相当于空语句;
也就是说，只有在 debug 开发阶段，用 assert 断言才能够正确的检查到参数无效。而到了 release 阶段，assert 不起作用，如果调用者传递了无效参数，那么程序只有崩溃的命运了。
这说明什么问题?是代码中存在 bug?还是代码写的不够健壮?
从我个人的理解上看，这压根就是单元测试没有写好，没有测出来参数无效的这个 case!
4. assert 的本质
assert 就是为了验证有效性，它最大作用就是：在开发阶段，让我们的程序尽可能地 crash。每一次的 crash，都意味着代码中存在着 bug，需要我们去修正。
当我们写下一个 assert 断言的时候，就说明：断言失败的这种情况是不可以的，是不被允许的。必须保证断言成功，程序才能继续往下执行。
5. if-else 的本质
if-else 语句用于逻辑处理，它是为了处理各种可能出现的情况。就是说：每一个分支都是合理的，是允许出现的，我们都要对这些分支进行处理。
6. 我喜欢的版本
- char *my_concat(char *str1, char *str2)
- {
- // 参数必须有效
- assert(NULL != str1);
- assert(NULL != str2);
- int len1 = strlen(str1);
- int len2 = strlen(str2);
- int len3 = len1 + len2;
- char *new_str = (char *)malloc(len3 + 1);
- // 申请堆空间失败的情况，是可能的，是允许出现的情况。
- if (!new_str)
- return NULL;
- memset(new_str, 0 len3 + 1);
- sprintf(new_str, "%s%s", str1, str2);
- return new_str;
- }
对于参数而言：我认为传入的参数必须是有效的，如果出现了无效参数，说明代码中存在 bug，不允许出现这样的情况，必须解决掉。
对于资源分配结果(malloc 函数)而言：我认为资源分配失败是合理的，是有可能的，是允许出现的，而且我也对这个情况进行了处理。
当然了，并不是说对参数检查就要使用 assert，主要是根据不同的场景、语义来判断。例如下面的这个例子：
- int g_state;
- void get_error_str(bool flag)
- {
- if (TRUE == flag)
- {
- g_state = 1;
- assert(1 == g_state); // 确保赋值成功
- }
- else
- {
- g_state = 0;
- assert(0 == g_state); // 确保赋值成功
- }
- }
flag 参数代表不同的分支情况，而赋值给 g_state 之后，必须保证赋值结果的正确性，因此使用 assert 断言。
四、总结
这篇文章分析了 C 语言中比较晦涩、模糊的一个概念，似乎有点虚无缥缈，但是的确又需要我们停下来仔细考虑一下。
如果有些场景，实在拿捏不好，我就会问自己一个问题：
这种情况是否被允许出现?
不允许：就用 assert 断言，在开发阶段就尽量找出所有的错误情况;
允许：就用 if-else，说明这是一个合理的逻辑，需要进行下一步处理。
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