C++ 静态断言 static_assert

C++11 引入了静态断言 static_assert，可以在编译期进行断言。

从运行时断言谈起

在静态断言出现前，运行时断言已经存在很久了，我们可以使用 assert(expression) 在运行时进行断言。

运行时断言通常在 Debug 模式下使用而不在 Release 模式下使用（头文件 cassert 通过宏 NDEBUG 对 Debug 和 Release 版本做了区分），原因很简单，断言失败会显示错误信息并直接中断程序。

注意：**断言不能代替程序中的错误检查，它只应该出现在需要断言表达式为 true 的位置，通常用于检查参数或表达式的合法性。**如果表达式中涉及到外部输入，则不应该依赖断言。

来看一个例子：

void * resize_buffer(void* buffer, int new_size) {
    assert(buffer != nullptr);	// ok，检查参数合法性
    assert(new_size > 0);	    // ok，检查参数合法性
    assert(new_size <= MAX_BUFFER_SIZE);  // ok，检查参数合法性
    ...
}

bool get_user_input(char c) {
    assert(c == '\0x0d');		// 不合适，断言不应该用于检查外部输入
}
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静态断言 static_assert（C++11）

Q：有了运行时断言，为什么需要静态断言捏？

A：运行时断言在运行到断言位置时才触发断言，对于断言表达式是常量表达式的情况，如果可以在编译期就进行检查，能帮助我们提早发现错误，这（在编译阶段断言）正是静态断言所做的。

C++11 引入了 static_assert，它接受两个参数：

1. 一个常量表达式

   注意，这里需要是常量表达式，也就是不涉及计算，只需要逻辑运算就可以知道结果的表达式。因为 static_assert 作用在编译阶段而不是运行时。

2. 错误信息

   当断言表达式为 false 时的报错信息。

static_assert 有这些特点：

• 语法简单：static_assert(expression, error_message);
• 所有处理在编译期间执行，不允许有空间或时间上的运行时成本，失败的断言会在编译阶段报错。
• 可以在命名空间、类或代码块内使用。
• 断言失败可以显示丰富的错误诊断信息。

来看一个例子：

#include 

class A {
};

class B : public A {
};

class C {
};

template 
class E {
    static_assert(std::is_base_of::value, "T is not base of A");  // 判断 T 是否继承自 A
};

int main() {
    static_assert(sizeof(int) >= 4, "sizeof(int) >= 4");
    E b;
    E c;
}
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#include 

class A {
};

class B : public A {
};

class C {
};

template 
class E {
    static_assert(std::is_base_of::value);  // 判断 T 是否继承自 A
};

int main() {
    static_assert(sizeof(int) >= 4);
    E b;
    E c;
}
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