深入解析Java的新特性assertion

深入解析Java的新特性assertion

Demo:

public class MyJava

{



public static void main(String[] args){



MyJava myJava = new MyJava();

Point p1 = null;

Point p2 = null;

myJava.xProjection(p1, p2);



}



public double xProjection(Point p1,Point p2){

assert p1 != null : "p1 should not be null";

assert p2 != null : "p2 should not be null";

return (p2.x - p1.x) * 1.5;

}



}

class Point{

double x;

double y;



}

java -da MyJava

或者 （默认是禁用断言的）

java MyJava

java MyJava

Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException

at o.MyJava.xProjection(MyJava.java:26)

at o.MyJava.main(MyJava.java:19)

在Java中，assert关键字是从J***A SE 1.4 引入的，为了避免和老版本的Java代码中使用了assert关键字导致错误，Java在执行的时候默认是不启动断言检查的（这个时候，所有的断言语句都将忽略！），如果要开启断言检查，则需要用开关-enableassertions或-ea来开启。

java -ea MyJava

Exception in thread "main" java.lang.AssertionError: p1 should not be null

at o.MyJava.xProjection(MyJava.java:24)

at o.MyJava.main(MyJava.java:19)

assertion的设计问题

首先，我们认为assertion是必要的。因为，如果没有统一的assertion机制，Java程序通常使用if- then-else或者switch-case语句进行assertion检查，而且检查的数据类型也不完全相同。assertion机制让Java程序员用统一的方式处理assertion问题，而不是按自己的方式处理。另外，如果用户使用自己的方式进行检查，那么这些代码在发布以后仍然将起作用，这可能会影响程序的性能。而从语言言层次支持assertion功能，这将把assertion对性能带来的负面影响降到最小。

assertion的使用

assertion的使用是一个复杂的问题，因为这将涉及到程序的风格，assertion运用的目标，程序的性质等问题。通常来说，assertion用于检查一些关键的值，并且这些值对整个程序，或者局部功能的完成有很大的影响，并且这种错误不容易恢复的。 assertion表达式应该短小、易懂，如果需要评估复杂的表达式，应该使用函数计算。以下是一些使用assertion的情况的例子，这些方式可以让 java程序的可靠性更高。

1. 检查控制流； 在if-then-else和swith-case语句中，我们可以在不应该发生的控制支流上加上assert false语句。如果这种情况发生了，assert能够检查出来。例如：x取值只能使1,2,3，我们的程序可以如下表示

switch (x)

{ case 1: …;

case 2: …;

case 3: …

default: assert false:"x value is invalid: "+x;

}

2. 在私有函数计算前，检查输入参数是否有效；对于一私有些函数，要求输入满足一些特定的条件，那么我们可以在函数开始处使用 assert进行参数检查。

对于公共函数，我们通常不使用assertion检查，因为：



原因①一般来说，公共函数必须对无效的参数进行检查和处理。而私有函数往往是直接使用的。

例如：某函数可能要求输入的参数必须不为null。那么我们可以在函数的一开始加上 assert parameter1!=null : "paramerter is null in test method";



原因②

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class Base

{

public void baseMethod()

{

assert false : "Assertion failed:This is base ";// 总是assertion失败

System.out.println("Base Method");

}

}

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class Derived extends Base

{

public void derivedMethod()

{

assert false: "Assertion failed:This is derive";// 总是assertion失败

System.out.println( "Derived Method" );

}



public static void main( String[] args )

{

try

{

Derived derived = new Derived();



derived.baseMethod( );



derived.derivedMethod();

}

catch( AssertionError ae )

{

System.out.println(ae);

}

}

}

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Java Derived 不启用assertion

Base Method

Derived Method

Java -da Derived 关闭所有assertion

Base Method

Derived Method

Java -ea Derived 开启所有assertion

Java.lang.AssertionError:Assertion Failed:This is base

Java -ea:Base Derived 仅打开Base的assertion

Java.lang.AssertionError:Assertion Failed:This is base

Java -ea:Derived Derived 仅打开Derived的assertion

Base Method

Java.lang.AssertionError:Assertion Failed:This is derived

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3. 在函数计算后，检查函数结果是否有效；对于一些计算函数，函数运行完成后，某些值需要保证一定的性质，因此我们可以通过assert检查该值。例如，我们有一个计算绝对值的函数，那么我们就可以在函数的结果处，加上一个语句：

assert value>=0:"Value should be bigger than 0:"+value;

通过这种方式，我们可以对函数计算完的结果进行检查。

4. 检查程序不变量；有些程序中，存在一些不变量，在程序的运行生命周期，这些不变量的值都是不变的。这些不变量可能是一个简单表达式，也可能是一个复杂的表达式。对于一些关键的不变量，我们可以通过assert进行检查。例如，在一个财会系统中，公司的支出和收入必须保持一定的平衡关系，因此我们可以编写一个表达式检查这种平衡关系，如下表示。

private boolean isBalance() {

……

}



在这个系统中，在一些可能影响这种平衡关系的方法的前后，我们都可以加上assert验证： assert isBalance():"balance is destoried";

结论

assertion为开发人员提供了一种灵活地调试和测试机制，它的使用也非常简单、方便。但是，如何规范、系统地使用assertion(特别是在Java语言中)仍然是一个亟待研究的问题。

更多参考：
http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/l-javaassertion/index.html http://blog.sina.com.cn/s/blog_59c9412d0100fd55.html http://dev.firnow.com/course/3_program/java/javajs/20090929/177557.html http://www.lijinghome.com/2009/11/09/java-assertion/