1. 前言
在 C 語言中，assert 巨集是一個在除錯時非常實用的工具。它用來檢查程式是否按照預期運行，並在偵測到異常狀態時強制終止程式。這有助於快速定位並修正問題。本文章將詳細說明 assert 的基本用法、進階技巧，以及在實務開發中的應用方式。
1.1 什麼是 assert 巨集？
assert 巨集包含在 C 語言標準函式庫 <assert.h> 中，當指定條件為 false 時，它會輸出錯誤訊息並終止程式執行。透過這種方式，可以防止程式發生錯誤行為，並提升除錯效率。
1.2 assert 在除錯中的重要性
在除錯階段，及早發現程式偏離預期行為非常重要。使用 assert 可以在錯誤發生時立即停止程式，並鎖定問題位置。即使在錯誤不易被發現的複雜情況下，也能有效加快除錯流程【13】。
2. assert 的基本語法與運作
要使用 assert 巨集，必須先引入 <assert.h>。其基本語法如下：
#include <assert.h>
assert(條件式);當條件式為 true 時，assert 不會做任何事；若為 false，則會輸出錯誤訊息並終止程式。以下範例示範其行為：
#include <assert.h>
int main(void) {
int x = 10;
assert(x > 0); // 條件為真，無任何動作
assert(x < 0); // 條件為假，輸出錯誤訊息並終止程式
return 0;
}2.2 錯誤訊息的詳細內容
當 assert 驗證失敗時，錯誤訊息會包含以下資訊：
- 條件式內容
- 來源檔案名稱（
__FILE__） - 行號（
__LINE__） - 函式名稱（
__func__）
Assertion failed: (x < 0), file main.c, line 6透過這些資訊，可以迅速鎖定錯誤發生的位置。
2.3 assert 導致的程式終止
當 assert 驗證失敗時，會呼叫 abort() 函式，使程式異常終止，防止在錯誤狀態下繼續執行。
3. assert 與 if 語句的差異
3.1 使用 if 語句進行錯誤檢查
if 語句可在條件為假時執行錯誤處理，並繼續運行程式，因而可進行更靈活的錯誤處理。以下為使用 if 語句的範例：
if (x > 0) {
// 正常處理
} else {
printf("Error: x is less than 0n");
// 程式繼續執行
}這種方式雖然不會終止程式，但錯誤處理必須由開發者自行撰寫。
3.2 assert 的優點
assert 在條件為假時會強制終止程式，避免在錯誤狀態下繼續運行。特別是在需要及早發現潛在錯誤的情況下，assert 非常有效。在大型專案或複雜程式碼中，assert 有助於提升除錯效率。
4. 與 NDEBUG 巨集的配合
4.1 什麼是 NDEBUG 巨集？
定義 NDEBUG 巨集後，可以在發行版本中停用 assert。在除錯階段啟用 assert 以檢查程式，在發行版本中停用則可減少效能影響。
#define NDEBUG
#include <assert.h>
assert(x > 0); // 由於定義了 NDEBUG，這行會被忽略4.2 發行版本的使用情境
在發行版本停用 assert 可避免不必要的檢查，提升效能。特別是在商業軟體或大型系統中，除錯時使用 assert、發行時停用，是最佳做法，可節省資源並優化效能。
5. 進階應用技巧
5.1 檢查多個條件
透過 assert 可以一次檢查多個條件。以下使用 && 運算子檢查多個條件：
assert(x > 0 && y > 0);一次驗證多個條件可提升程式效率。
5.2 顯示自訂錯誤訊息
可以在 assert 的錯誤訊息中加入自訂內容，提供更具體的除錯資訊。例如：
assert(x > 0 && "x must be greater than 0");透過自訂訊息，可以更清楚地指出問題所在，方便除錯。