C++除法運算 // 靜態斷言

weixin_30488085發表於2020-04-06
C++

1、C++中"/"運算：對兩個整數做除法，結果仍為整數，如果它的商包含小數部分，則小樹部分會被截除。

     C++ Primer 第五章 P130

2、靜態斷言（static_assert）

簡介

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。

其語法很簡單：static_assert(常量表示式，提示字串)。

如果第一個引數常量表示式的值為真(true或者非零值)，那麼static_assert不做任何事情，就像它不存在一樣，否則會產生一條編譯錯誤，錯誤位置就是該static_assert語句所在行，錯誤提示就是第二個引數提示字串。

 

說明

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，並幫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可以用在全域性作用域中，名稱空間中，類作用域中，函式作用域中，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引數作為常量表示式進行演算，但如果該常量表示式依賴於某些模板引數，則延遲到模板例項化時再進行演算，這就讓檢查模板引數成為了可能。

由於之前有望加入C++0x標準的concepts提案最終被否決了，因此對於檢查模板引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表示式，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，不生成目的碼，因此static_assert不會造成任何執行期效能損失。

 

範例

下面是一個來自MSDN的簡單範例：

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

該static_assert用來確保編譯僅在32位的平臺上進行，不支援64位的平臺，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。

再看另一個範例：

 1: struct MyClass
   2: {
   3:     char m_value;
   4: };
   5:  
   6: struct MyEmptyClass
   7: {
   8:     void func();
   9: };
  10:  
  11: // 確保MyEmptyClass是一個空類（沒有任何非靜態成員變數，也沒有虛擬函式）
  12: static_assert(std::is_empty<MyEmptyClass>::value, "empty class needed");
  13:  
  14: //確保MyClass是一個非空類
  15: static_assert(!std::is_empty<MyClass>::value, "non-empty class needed");
  16:  
  17: template <typename T, typename U, typename V>
  18: class MyTemplate
  19: {
  20:     // 確保模板引數T是一個非空類
  21:     static_assert(
  22:         !std::is_empty<T>::value,
  23:         "T should be n non-empty class"
  24:         );
  25:  
  26:     // 確保模板引數U是一個空類
  27:     static_assert(
  28:         std::is_empty<U>::value,
  29:         "U should be an empty class"
  30:         );
  31:  
  32:     // 確保模板引數V是從std::allocator<T>直接或間接派生而來，
  33:     // 或者V就是std::allocator<T>
  34:     static_assert(
  35:         std::is_base_of<std::allocator<T>, V>::value,
  36:         "V should inherit from std::allocator<T>"
  37:         );
  38:  
  39: };
  40:  
  41: // 僅當模板例項化時，MyTemplate裡面的那三個static_assert才會真正被演算，
  42: // 藉此檢查模板引數是否符合期望
  43: template class MyTemplate<MyClass, MyEmptyClass, std::allocator<MyClass>>;

 

通過這個例子我們可以看出來，static_assert可以很靈活的使用，通過構造適當的常量表示式，我們可以檢查很多東西。比如範例中std::is_empty和std::is_base_of都是C++新的標準庫提供的type traits模板，我們使用這些模板可以檢查很多型別資訊。

 

相關比較

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是執行期斷言，它用來發現執行期間的錯誤，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，既然是執行期檢查，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可看做預編譯期斷言，甚至都算不上斷言，僅僅能在預編譯時顯示一個錯誤資訊，它能做的不多，可以參與預編譯的條件檢查，由於它無法獲得編譯資訊，當然就做不了更進一步分析了。

那麼，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++型別定義的語法。

 

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