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C++11中的static_assert运算

article 2025/1/9 20:15:14

一、引言

static_assert 是 C++11 引入的一个非常有用的编译时断言机制，它允许开发者在编译时检查代码中的条件是否满足，如果条件不满足，则编译器会报错，从而阻止编译过程的继续。这种机制在模板元编程、类型安全的检查以及确保代码在编译时满足特定条件等方面非常有用。

二、static_assert 的基本语法

static_assert(constant-expression, message);

说明：

constant-expression：这是一个编译时常量表达式，它必须能够在编译时被求值。如果表达式的结果为 true，则编译继续；如果为 false，则编译失败。
message：这是一个可选的字符串字面量，用于在编译失败时给出错误信息。这个字符串是可选的，但提供它可以使错误信息更加明确，有助于快速定位问题。

三、示例

1、检查类型大小
假设我们想要确保某个类型 T 的大小不小于 8 字节，可以使用 static_assert 来实现这一检查：

#include <iostream>  
#include <cstddef> // 包含 sizeof  
  
template<typename T>  
class MyClass {  
    static_assert(sizeof(T) >= 8, "T must be at least 16 bytes");  
public:  
    void doSomething() {  
        std::cout << "Doing something with T" << std::endl;  
    }  
};  
  
int main() {  
    MyClass<double> obj; // 正确，因为 double 通常是 8 字节，但这里只是示例  
    MyClass<short> obj2; // 编译会失败，因为 short 通常小于 8 字节
    return 0;  
}

2、检查模板参数是否为特定类型
在模板编程中，我们可能希望确保模板参数是某个特定类型或其派生类型，这时也可以使用 static_assert：

#include <type_traits> // 包含 std::is_same 和 std::is_base_of  
  
template<typename T>  
class Base {};  
  
class Derived : public Base<int> {};  
  
template<typename T>  
class Checker {  
    static_assert(std::is_base_of<Base<int>, T>::value, "T must be derived from Base<int>");  
public:  
    void check() {  
        // ...  
    }  
};  
  
int main() {  
    Checker<Derived> checker; // 正确  
    Checker<Base<double>> checker2; // 编译会失败  
    return 0;  
}

四、注意事项