void assert(int exp)
Макрос assert() пишет сообщение об ошибке в stderr и завершает программу в том случае, если выражение ехр равно 0. В противном случае, если ехр не равно 0, макрос assert() не производит никаких действий.
Вывод имеет следующий формат:
Assertion failed: ехр, file , line Макрос assert() обычно используется для проверки корректности работы программы. Нет необходимости удалять инструкцию assert() из исходного кода после отладки программы, поскольку если макрос NDEBUG определен перед включением заголовочного файла assert.h, то макрос assert() игнорируется.
Следующий фрагмент кода используется для тестирования данных , прочитанных с последовательного порта в формате ASCII ( это означает , что седьмой разряд не используется ) :
.
ch = read_port ( ) ;
assert ( ! ( ch & 128 ) ) ; /* проверка седьмого бита */
.
Assert. Что это?
Assert — это специальная конструкция, позволяющая проверять предположения о значениях произвольных данных в произвольном месте программы. Эта конструкция может автоматически сигнализировать при обнаружении некорректных данных, что обычно приводит к аварийному завершению программы с указанием места обнаружения некорректных данных. Странная, на первый взгляд, конструкция — может завалить программу в самый неподходящий момент. Какой же в ней смысл? Давайте подумаем, что произойдет, если во время исполнения программы в какой-то момент времени некоторые данные программы стали некорректными и мы не «завалили» сразу же программу, а продолжили ее работу, как ни в чем не бывало. Программа может еще долго работать после этого без каких-либо видимых ошибок. А может в любой момент времени в будущем «завалиться» сама по известной только ей причине. Или накачать вам полный винчестер контента с гей-порносайтов. Это называется неопределенное поведение (undefined behavior) и, вопреки расхожему мнению, оно свойственно не только языкам программирования с произвольным доступом к памяти (aka C, C++). Т.к. assert завершает программу сразу же после обнаружения некорректных данных, он позволяет быстро локализировать и исправить баги в программе, которые привели к некорректным данным. Это его основное назначение. Assert’ы доступны во многих языках программирования, включая java, c#, c и python.
Какие виды assert’ов бывают?
Assert’ы позволяют отлавливать ошибки в программах на этапе компиляции либо во время исполнения. Проверки на этапе компиляции не так важны — в большинстве случаев их можно заменить аналогичными проверками во время исполнения программы. Иными словами, assert’ы на этапе компиляции являются ничем иным, как синтаксическим сахаром. Поэтому в дальнейшем под assert’ами будем подразумевать лишь проверки во время исполнения программы.
- Проверка входящих аргументов в начале функции.
// Считает факториал числа n. // Число n должно лежать в пределах от 0 до 10 включительно. int factorial(int n) < // Факториал отрицательного числа не считается assert(n >= 0); // Если n превысит 10, то это может привести либо к целочисленному // переполнению результата, либо к переполнению стэка. assert(n return factorial(n - 1) * n; > // мы 'забыли' об ограничениях функции factorial() и пытаемся вычислить // факториалы чисел от 0 до 99. // // проверка внутри factorial() любезно напомнит нам о своих ограничениях, // так что мы сможем быстро выявить и исправить этот баг. // // если бы эта проверка отсутствовала, то баг мог бы долго оставаться // незамеченным, периодически давая о себе знать переполнениями стэка и // некорректным поведением программы. for (int i = 0; i
Важно понимать, что входящие аргументы функции могут быть неявными. Например, при вызове метода класса в функцию неявно передается указатель на объект данного класса (aka this и self). Также функция может обращаться к данным, объявленным в глобальной области видимости, либо к данным из области видимости лексического замыкания. Эти аргументы тоже желательно проверять с помощью assert’ов при входе в функцию.
Если некорректные данные обнаружены на этом этапе, то код данной функции может содержать баги. Пример:
int factorial(int n) < int result = 1; for (int i = 2; i // С первого взгляда эта проверка никогда не сработает - факториал должен // быть всегда положительным числом. Но как только n превысит допустимый // предел, произойдет целочисленное переполнение. В этом случае // a[i] может принять отрицательное либо нулевое значение. // // После срабатывания этой проверки мы быстро локализуем баг и поймем, // что либо нужно ограничивать значение n, либо использовать целочисленную // арифметику с бесконечной точностью. assert(result > 0); return result; >- Проверка данных, с которыми работает функция, внутри кода функции.
int factorial(int n) < int result = 1; while (n >1) < // Знакомая нам проверка на целочисленное переполнение. // // При ее срабатывании мы быстро определим, что эта функция должна уметь // корректно обрабатывать слишком большие n, ведущие к переполнению. // // Эта проверка лучше, чем проверка из предыдущего пункта (перед выходом // из функции), т.к. она срабатывает перед первым переполнением result, // тогда как проверка из предыдущего пункта может пропустить случай, когда // в результате переполнения (или серии переполнений) итоговое значение // result остается положительным. assert(result return result; >Когда и где стоит использовать assert’ы?
Ответ прост — используйте assert’ы всегда и везде, где они хоть чуточку могут показаться полезными. Ведь они существенно упрощают локализацию багов в коде. Даже проверка результатов выполнения очевидного кода может оказаться полезной при последующем рефакторинге, после которого код может стать не настолько очевидным и в него может запросто закрасться баг. Не бойтесь, что большое количество assert’ов ухудшит ясность кода и замедлит выполнение вашей программы. Assert’ы визуально выделяются из общего кода и несут важную информацию о предположениях, на основе которых работает данный код. Правильно расставленные assert’ы способны заменить большинство комментариев в коде. Большинство языков программирования поддерживают отключение assert’ов либо на этапе компиляции, либо во время выполнения программы, так что они оказывают минимальное влияние на производительность программы. Обычно assert’ы оставляют включенными во время разработки и тестирования программ, но отключают в релиз-версиях программ. Если программа написана в лучших традициях ООП, либо с помощью enterprise методологии, то assert’ы вообще можно не отключать — производительность вряд ли изменится.
Когда можно обойтись без assert’ов?
Понятно, что дублирование assert’ов через каждую строчку кода не сильно улучшит эффективность отлова багов. Не существует единого мнения насчет оптимального количества assert’ов, также как и насчет оптимального количество комментариев в программе. Когда я только узнал про существование assert’ов, мои программы стали содержать 100500 assert’ов, многие из которых многократно дублировали друг друга. С течением времени количество assert’ов в моем коде стало уменьшаться. Следующие правила позволили многократно уменьшить количество assert’ов в моих программах без существенного ухудшения в эффективности отлова багов:
Можно избегать дублирующих проверок входящих аргументов путем размещения их лишь в функциях, непосредственно работающих с данным аргументом. Т.е. если функция foo() не работает с аргументом, а лишь передает его в функцию bar(), то можно опустить проверку этого аргумента в функции foo(), т.к. она продублирована проверкой аргумента в функции bar().
Можно опускать assert’ы на недопустимые значения, которые гарантированно приводят к краху программы в непосредственной близости от данных assert’ов, т.е. если по краху программы можно быстро определить местонахождение бага. К таким assert’ам можно отнести проверки указателя на NULL перед его разыменованием и проверки на нулевое значение делителя перед делением. Еще раз повторюсь — такие проверки можно опускать лишь тогда, когда среда исполнения гарантирует крах программы в данных случаях.
Вполне возможно, что существуют и другие способы, позволяющие уменьшить количество assert’ов без ухудшения эффективности отлова багов. Если вы в курсе этих способов, делитесь ими в комментариях к данному посту.
Когда нельзя использовать assert’ы?
Т.к. assert’ы могут быть удалены на этапе компиляции либо во время исполнения программы, они не должны менять поведение программы. Если в результате удаления assert’а поведение программы может измениться, то это явный признак неправильного использования assert’а. Таким образом, внутри assert’а нельзя вызывать функции, изменяющие состояние программы либо внешнего окружения программы. Например, следующий код неправильно использует assert’ы:
// Захватывает данный мютекс. // // Возвращает 0, если невозможно захватить данный мютекс из-за следующих причин: // - мютекс уже был захвачен. // - mtx указывает на некорректный объект мютекса. // Возвращает 1, если мютекс успешно захвачен. int acquire_mutex(mutex *mtx); // Освобождает данный мютекс. // // Возвращает 0, если невозможно освободить данный мютекс из-за следующих // причин: // - мютекс не был захвачен. // - mtx указывает на некорректный объект мютекса. // Возвращает 1, если мютекс успешно захвачен. int release_mutes(mutex *mtx); // Убеждаемся, что мютекс захвачен. assert(acquire_mutex(mtx)); // Работаем с данными, "защищенными" мютексом. process_data(data_protected_by_mtx); // Убеждаемся, что мютекс освобожден. assert(release_mutes(mtx));Очевидно, что данные могут оказаться незащищенными при отключенных assert’ах.
Чтобы исправить эту ошибку, нужно сохранять результат выполнения функции во временной переменной, после чего использовать эту переменную внутри assert’а:
int is_success; is_success = acquire_mutex(mtx); assert(is_success); // Теперь данные защищены мютексом даже при отключенных assert'ах. process_data(data_protected_by_mtx); is_success = release_mutex(mtx); assert(is_success);Т.к. основное назначение assert’ов — отлов багов (aka ошибки программирования), то они не могут заменить обработку ожидаемых ошибок, которые не являются ошибками программирования. Например:
// Пытается записать buf_size байт данных, на которые указывает buf, // в указанное сетевое соединение connection. // // Возвращает 0 в случае ошибки записи, возникшей не по нашей вине. Например, // произошел разрыв сетевого соединения во время записи. // Возвращает 1 в случае успешной записи данных. int write(connection *connection, const void *buf, size_t buf_size); int is_success = write(connection, buf, buf_size); // "Убеждаемся", что данные корректно записаны. assert(is_success);Если write() возвращает 0, то это вовсе не означает, что в нашей программе есть баг. Если assert’ы в программе будут отключены, то ошибка записи может остаться незамеченной, что впоследствие может привести к печальным результатам. Поэтому assert() тут не подходит. Тут лучше подходит обычная обработка ошибки. Например:
while (!write(connection, buf, buf_size)) < // Пытаемся создать новое соединение и записать данные туда еще раз. close_connection(connection); connection = create_connection(); >Я программирую на javascript. В нем нет assert’ов. Что мне делать?
В некоторых языках программирования отсутствует явная поддержка assert’ов. При желании они легко могут быть там реализованы, следуя следующему «паттерну проектирования»:
function assert(condition) < if (!condition) < throw "Assertion failed! See stack trace for details"; >> assert(2 + 2 === 4); assert(2 + 2 === 5);Вообще, assert’ы обычно реализованы в различных фреймворках и библиотеках, предназначенных для автоматизированного тестирования. Иногда они там называются expect’ами. Между автоматизированным тестированием и применением assert’ов есть много общего — обе техники предназначены для быстрого выявления и исправления багов в программах. Но, несмотря на общие черты, автоматизированное тестирование и assert’ы являются не взаимоисключающими, а, скорее всего, взаимодополняющими друг друга. Грамотно расставленные assert’ы упрощают автоматизированное тестирование кода, т.к. тестирующая программа может опустить проверки, дублирующие assert’ы в коде программы. Такие проверки обычно составляют существенную долю всех проверок в тестирующей программе.
- assert
- тестирование
- программирование
- Тестирование IT-систем
- Программирование
Assert c что это
В некоторых программах присутствуют вызовы assert (или ASSERT). В этой статье собрана информация из разных источников, поясняющая смысл и принцип использования этой операции на языке C/C++.
«Assert» в переводе с английского означает «утверждать». В контексте программирования на C/C++ вызов assert означает, что какое-то условие в этом месте обязательно верно, и если это не так, то дальнейшее выполнение программы невозможно. Таким образом, assert прервет нормальную работу программы (иногда с выводом сообщения, которое указано в дополнительном параметре аргумента assert), если условие, которое проверяет assert, равно false. Обычно эта техника используется только для отладки (код assert компилируется только для конфигурации Debug проекта), чтобы отследить возможные проблемные места в программе.
Прототип функции assert() часто выглядит так (обычно это макрос):
void assert (int expression);
Если аргумент expression этого макроса вычисляется как 0 (т. е. становится false), то нормальный поток вычислений останавливается. Если это среда выполнения PC, то при этом в стандартный поток ошибок (stderr) будет выведено сообщение об ошибке, и будет вызвана функция abort, завершающая выполнение программы.
Специфика содержания сообщения зависит от конкретной реализации библиотеки кода реального времени выполнения (runtime library), но обычно подразумевается, что оно должно включать в себя как минимум выражение, которое ошибочно, имя модуля исходного кода, где произошла ошибка, и номер строки, где эта ошибка произошла. Простейшая реализация библиотеки (например, во встраиваемых приложениях) может вообще не генерировать сообщение об ошибке. Пример обычного формата сообщения об ошибке:
Assertion failed: выражение, имя_файла, номер_строки_файла
Функционал макроса становится доступен в момент подключения заголовочного файла assert.h. Если в момент подключения заголовка определено имя NDEBUG, то весь код операторов assert из программы выбрасывается. Это позволяет программисту на этапе отладки вставлять в код множество избыточных проверок, и впоследствии запретить их все, когда выпускается рабочий релиз программы. Это делается простым добавлением в код следующего определения (непосредственно перед подключением заголовочного файла assert.h):
#define NDEBUG
Таким образом, этот макрос разработан для захвата ошибок программирования, не ошибок пользователя или ошибок реального времени выполнения, поскольку весь этот механизм полностью запрещается после выхода программы из фазы отладки.
Пример использования assert:
#include /* определение printf */
#include /* определение assert */
void print_number(int* myInt) < assert (myInt!=NULL); printf ("%d\n",*myInt); >
int main () < int a=10; int *b = NULL; int *c = NULL;
// Этот вызов функции отработает нормально: print_number (b); // Здесь произойдет срабатывание проверки assert: print_number (c);
return 0; >
Когда параметр assert становится false (в данном примере происходит, если передаваемый в функцию print_number указатель равен NULL), программа останавливается. Будет выведено сообщение об ошибке, и работа программы прервется.
Во встраиваемых приложениях остановка программы по ошибке в assert обычно заключается в бесконечном зацикливании в том месте кода, где проверка assert показала ошибку. Для диагностики ошибки можно остановить выполнение в отладчике, и посмотреть, в каком месте программы произошло зацикливание. Реже реализация assert предусматривает дополнительный параметр в виде текстового сообщения, которое поясняет причину возникновения ошибки. Это сообщение обычно выводится в отладочную консоль (на экран или в последовательный порт UART). Пример:
assert("Длина не может быть отрицательна!", length >= 0);
Когда выпускается релиз проекта (конфигурация Release), то все вычисления, связанные с проверками assert, из программы удаляются. Это делается с помощью операторов условной компиляции путем проверки наличия макроопределения наподобие NDEBUG, NODEBUG, DEBUG и т. п. Будьте внимательны: программа никогда не должна полагаться на запуск кода в проверках assert, иначе релиз нормально работать не будет.
Для чего нужен assert? Код, который вставляется вызовами assert(), предназначен для вылавливания багов в программе во время выполнения кода в реальном времени (runtime). Т. е. могут отслеживаться ошибки, являющиеся результатом вычислений в программе (что отличается от ошибок времени компиляции). В конфигурации релиза весь код, который реализует assert, из программы выбрасывается.
Как использовать assert? Достаточно следовать нескольким простым правилам:
1. Старайтесь вставлять assert() перед телом цикла, иначе assert может значительно снизить скорость выполнения программы.
2. Не пишите программу так, что её выполнение зависит от кода assert(). Например, следующий вызов assert будет ошибочным:
assert(++length >= 0);
Вместо этого следует писать так:
++length; assert(length >= 0);
Причина понятна — в релизе код assert будет выброшен, так что length не получит инкремента. В результате программа будет работать по-другому, если будет работать вообще.
3. Всегда проверяйте, что для релиза код assert() выбрасывается из исполняемого кода.
[Что внутри assert?]
В зависимости от среды разработки, языка, подключенных библиотек и определений тело assert может работать по-разному. Например, в приложении PC на языке C++ может вызываться исключение (throw/raise excepton), на языке C может происходить останов выполнения программы с выходом (abort, exit). Во встраиваемых приложениях (микроконтроллеры) обычной практикой реализации assert может быть простое бесконечное зацикливание, иногда это реализуется с выводом подходящего сообщения в последовательный порт (отладочную консоль, UART).
Множество компиляторов и поставляемых вместе с ними библиотек предоставляют assert в виде макроса. Макрос assert() (или ASSERT()) вернет true, если его проверяемый параметр true, и будет выполнять некие (аварийные) действия, если проверяемый параметр оказался вдруг false.
Большинство реализаций макроса assert предусматривает проверку наличия макроопределения NDEBUG. Если, к примеру, это макроопределение не задано (в конфигурации проекта или общем заголовочном файле), то код макроса assert() будет добавлен в программу. Если же макроопределение NDEBUG присутствует (когда выпускается релиз проекта), то препроцессор компилятора выбросит весь код assert(). В результате отладка получит полный функционал проверок assert(), а версия релиза получит дополнительную производительность и уменьшение размера кода.
Пример простого assert. Ниже приведен несложный макрос, который реализует функционал assert, достаточный для большинства случаев программирования встраиваемых приложений.
#ifndef NDEBUG // При ошибке (если expr==false) произойдет зависание в бесконечном цикле:
#define MYASSERT(expr) if (!(expr)) while(1)
#else // В конфигурации релиза код MYASSERT будет выброшен:
#define MYASSERT(expr)
#endif
[Ссылки]
1. Assertion (software development) site:wikipedia.org.
2. What is the “assert” function? site:stackoverflow.com.
3. Assert. Что это? site:habrahabr.ru.
assert: функция сообщения об ошибке в С++
Функция assert оценивает выражение, которое передается ей в качестве аргумента, через параметр expression . Если аргумент-выражение этого макроса в функциональной форме равно нулю (т.е. выражение ложно), сообщение записывается на стандартное устройство вывода ошибок и вызывается функция abort , работа программы прекращается.
Содержание сообщения об ошибке зависит от конкретной реализации компилятора, но любое сообщение должно состоять из: выражения, которое assert оценивает, имя файла c ошибкой и номер строки, где произошла ошибка. Обычный формат сообщения об ошибке :
filename: line number: expression: аssertion failed:
#define NDEBUG // в начале файла исходного кода, перед включением заголовочного файла
Параметры:
- expression
Выражение для оценки. Если логическое выражение в параметре expression равно 0, функция assert немедленно завершает программу.
Возвращаемое значение
Пример: исходный код программы
// пример использования функции assert #include // для оператора cout #include // для функции assert void print_adds(int* value) < assert(value != NULL); std::cout int main() < int a = 10; int *ptr1 = &a; // указатель на переменную a int *ptr2 = NULL; // нулевой указатель print_adds(ptr1); // вызов функции с ненулевым указателем print_adds(ptr2); // вызов функции с нулевым указателем return 0; >
Пример работы программы
В этом примере, функция assert используется, чтобы прервать выполнение программы, если функции print_adds в качестве аргумента передаётся нулевой указатель. В программе, первый вызов функции print_adds завершается успешно. Второй вызов, в качестве аргумента, принимает нулевой указатель ptr2 . И как раз в этот момент срабатывает функция assert , она оценивает выражение, в данном случае нулевой указатель. Нулевой указатель не указывает ни на какой блок памяти, поэтому assert сигнализирует об ошибке и немедленно завершает работу программы.
CppStudio.com
Адрес значения в памяти = 0x7fff5900f8ac
er: ../er/main.cpp:7: void print_adds(int*): Assertion `value != __null’ failed.