static_assert

assert 是 C/C++ 中的运行时断言机制，但是，如果包含断言的函数不被调用，就无法触发该断言，实际上，编译期的断言也非常重要，例如在模板实例化时的编译期断言很有利于提高程序的质量。Boost 库中内置了 BOOST_STATIC_ASSERT 断言机制，C++0x/C++11标准中也加入了 static_assert 断言。不借助 Boost 库和 C++0x/C++11，如何实现一个编译期断言？

利用 switch...case 语句中两个 case expression 不能相等的机制

#define assert_static(e) \
    do { \
        switch (e) case 0: case(e): ; \
    } while (0)

使用 do {} while (0) 可以使得 assert_static 宏在使用的时候更像是函数调用。这一技巧在 Linux 内核中的队列实现部分也有很多非常精彩的运用。

利用数组长度不能为负数的机制

#define assert_static(e) \
    do { \
        int __assert_static[(e) ? 1 : (-1)]; \
    } while (0)

这么使用 do {} while (0) 可以将数组定义包裹在一个新的作用域中，不至于引起和程序中已经定义的变量的冲突。

值得一提的是，深入理解 C++11 新特性解析与应用 一书中第30页使用了 “‘除0’会导致编译器报错” 来实现 assert_static 的方法是不正确的。在 C++ 中，“除0” 是未定义行为，在 C++11 标准 (ISO/IEC14882) Section 5.6 中，明确指出

If the second operand of / or % is zero the behavior is undefined.

至于为什么要这么做，C++ 之父 Bjarne Stroustrup 的 The Design and Evolution of C++ (Addison Wesley, 1994) 一书中提到

low-level events, such as arithmetic overflows and divide by zero, are assumed to be handled by a dedicated lower-level mechanism rather than by exceptions. This enables C++ to match the behaviour of other languages when it comes to arithmetic. It also avoids the problems that occur on heavily pipelined architectures where events such as divide by zero are asynchronous.

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