C++除法运算 // 静态断言
1、C++中"/"运算:对两个整数做除法,结果仍为整数,如果它的商包含小数部分,则小树部分会被截除。
C++ Primer 第五章 P130
2、静态断言(static_assert)
简介
C++0x中引入了static_assert这个关键字,用来做编译期间的断言,因此叫做静态断言。
其语法很简单:static_assert(常量表达式,提示字符串)。
如果第一个参数常量表达式的值为真(true或者非零值),那么static_assert不做任何事情,就像它不存在一样,否则会产生一条编译错误,错误位置就是该static_assert语句所在行,错误提示就是第二个参数提示字符串。
说明
使用static_assert,我们可以在编译期间发现更多的错误,用编译器来强制保证一些契约,并帮助我们改善编译信息的可读性,尤其是用于模板的时候。
static_assert可以用在全局作用域中,命名空间中,类作用域中,函数作用域中,几乎可以不受限制的使用。
编译器在遇到一个static_assert语句时,通常立刻将其第一个参数作为常量表达式进行演算,但如果该常量表达式依赖于某些模板参数,则延迟到模板实例化时再进行演算,这就让检查模板参数成为了可能。
由于之前有望加入C++0x标准的concepts提案最终被否决了,因此对于检查模板参数是否符合期望的重任,就要靠static_assert来完成了,所以如何构造适当的常量表达式,将是一个值得探讨的话题。
性能方面,由于是static_assert编译期间断言,不生成目标代码,因此static_assert不会造成任何运行期性能损失。
范例
下面是一个来自MSDN的简单范例:
static_assert(sizeof(void *) == 4, "64-bit code generation is not supported.");
该static_assert用来确保编译仅在32位的平台上进行,不支持64位的平台,该语句可以放在文件的开头处,这样可以尽早检查,以节省失败情况下的编译时间。
再看另一个范例:
1: struct MyClass 2: { 3: char m_value; 4: }; 5: 6: struct MyEmptyClass 7: { 8: void func(); 9: }; 10: 11: // 确保MyEmptyClass是一个空类(没有任何非静态成员变量,也没有虚函数) 12: static_assert(std::is_empty<MyEmptyClass>::value, "empty class needed"); 13: 14: //确保MyClass是一个非空类 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: // 确保模板参数T是一个非空类 21: static_assert( 22: !std::is_empty<T>::value, 23: "T should be n non-empty class" 24: ); 25: 26: // 确保模板参数U是一个空类 27: static_assert( 28: std::is_empty<U>::value, 29: "U should be an empty class" 30: ); 31: 32: // 确保模板参数V是从std::allocator<T>直接或间接派生而来, 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: // 仅当模板实例化时,MyTemplate里面的那三个static_assert才会真正被演算, 42: // 藉此检查模板参数是否符合期望 43: template class MyTemplate<MyClass, MyEmptyClass, std::allocator<MyClass>>;
相关比较
我们知道,C++现有的标准中,就有assert、#error两个设施,也是用来检查错误的,还有一些第三方的静态断言实现。
assert是运行期断言,它用来发现运行期间的错误,不能提前到编译期发现错误,也不具有强制性,也谈不上改善编译信息的可读性,既然是运行期检查,对性能当然是有影响的,所以经常在发行版本中,assert都会被关掉;
#error可看做预编译期断言,甚至都算不上断言,仅仅能在预编译时显示一个错误信息,它能做的不多,可以参与预编译的条件检查,由于它无法获得编译信息,当然就做不了更进一步分析了。
那么,在stastic_assert提交到C++0x标准之前,为了弥补assert和#error的不足,出现了一些第三方解决方案,可以作编译期的静态检查,例如BOOST_STATIC_ASSERT和LOKI_STATIC_CHECK,但由于它们都是利用了一些编译器的隐晦特性实现的trick,可移植性、简便性都不是太好,还会降低编译速度,而且功能也不够完善,例如BOOST_STATIC_ASSERT就不能定义错误提示文字,而LOKI_STATIC_CHECK则要求提示文字满足C++类型定义的语法。