C++11 static_assert

標籤：namespace   上進   type   string   實現   因此   false   不能   getc   

C++11 static_assert

 

C++0x中引入了static_assert這個關鍵字，用來做編譯期間的斷言，因此叫做靜態斷言。

其文法：static_assert(常量運算式，提示字串)。

如果第一個參數常量運算式的值為false，會產生一條編譯錯誤，錯誤位置就是該static_assert語句所在行，第二個參數就是錯誤提示字串。

 

使用static_assert，我們可以在編譯期間發現更多的錯誤，用編譯器來強制保證一些契約，並協助我們改善編譯資訊的可讀性，尤其是用於模板的時候。

static_assert可以用在全域範圍中，命名空間中，類範圍中，函數範圍中，幾乎可以不受限制的使用。

編譯器在遇到一個static_assert語句時，通常立刻將其第一個參數作為常量運算式進行演算，但如果該常量運算式依賴於某些模板參數，則延遲到模板執行個體化時再進行演算，這就讓檢查模板參數成為了可能。

由於之前有望加入C++0x標準的concepts提案最終被否決了，因此對於檢查模板參數是否符合期望的重任，就要靠static_assert來完成了，所以如何構造適當的常量運算式，將是一個值得探討的話題。

效能方面，由於是static_assert編譯期間斷言，不產生目標代碼，因此static_assert不會造成任何運行期效能損失。

 

簡單範例：

static_assert(sizeof(void *) == 4, "64-bit code generation is not supported.");

該static_assert用來確保編譯僅在32位的平台上進行，不支援64位的平台，該語句可以放在檔案的開頭處，這樣可以儘早檢查，以節省失敗情況下的編譯時間。

另一個範例：

#include <cassert>#include <cstring>using namespace std;template <typename T, typename U> int bit_copy(T& a, U& b){    assert(sizeof(b) == sizeof(a));
　　//static_assert(sizeof(b) == sizeof(a), "template parameter size no equal!");    memcpy(&a,&b,sizeof(b));};int main(){    int aaa = 0x2468;    double bbb;    bit_copy(aaa, bbb);    getchar();    return 0;}

這裡使用assert運行時斷言，但如果bit_copy不被調用，我們將無法觸發該斷言，實際上正確產生斷言的時機應該在模版執行個體化時，即編譯時間期。

使用static_assert替換assert再次編譯，即可獲得一個錯誤並顯示我們指定的錯誤資訊。

注意：static_assert的斷言運算式的結果必須是在編譯時間期可以計算的運算式,即必須是常量運算式。如果使用變數，則會導致錯誤。

int positive(const int n) {    static_assert(n > 0, "value must > 0");    return 0;}

 

和Assert，#error比較

我們知道，C++現有的標準中，就有assert、#error兩個設施，也是用來檢查錯誤的，還有一些第三方的靜態斷言實現。

assert是運行期斷言，它用來發現運行期間的錯誤，不能提前到編譯期發現錯誤，也不具有強制性，也談不上改善編譯資訊的可讀性，既然是運行期檢查，對效能當然是有影響的，所以經常在發行版本中，assert都會被關掉；

#error可看做先行編譯期斷言，甚至都算不上斷言，僅僅能在先行編譯時顯示一個錯誤資訊，它能做的不多，可以配合#ifdef/ifndef參與先行編譯的條件檢查，由於它無法獲得編譯資訊，當然就做不了更進一步分析了。

在stastic_assert提交到C++0x標準之前，為了彌補assert和#error的不足，出現了一些第三方解決方案，可以作編譯期的靜態檢查，例如:BOOST_STATIC_ASSERT和LOKI_STATIC_CHECK，但由於它們都是利用了一些編譯器的隱晦特性實現的trick，可移植性、簡便性都不是太好，還會降低編譯速度，而且功能也不夠完善，例如BOOST_STATIC_ASSERT就不能定義錯誤提示文字，而LOKI_STATIC_CHECK則要求提示文字滿足C++類型定義的文法。

 

C++11 static_assert