Java断言关键字的作用是什么，以及何时应该使用它？
为了理解断言的关键作用，一些真实的例子是什么？
在Java 1.4中添加了断言（通过assert关键字）。 它们用于验证代码中不变量的正确性。 它们不应该在生产代码中被触发，并且指示代码路径的错误或误用。 它们可以通过java命令的-ea选项在运行时激活，但默认情况下不会打开。
一个例子：
public Foo acquireFoo(int id) {
Foo result = null;
if (id > 50) {
result = fooService.read(id);
} else {
result = new Foo(id);
}
assert result != null;
return result;
}
我们假设你应该编写一个程序来控制核电站。 很明显，即使是最小的错误也会导致灾难性的结果，因此你的代码必须是无 bug的（假设JVM因为参数而没有错误）。
Java不是一种可验证的语言，这意味着：您无法计算出您的操作结果是完美的。 其主要原因是指针：它们可以指向任何地方或任何地方，因此无法计算出它的精确值，至少不在合理的代码范围内。 鉴于此问题，无法证明您的代码在整体上是正确的。 但是你可以做的是证明你至少在发生错误时找到每一个bug。
这个想法基于契约设计（DbC）范式：您首先定义（以数学精度）您的方法应该执行的操作，然后在实际执行过程中对其进行验证。 例：
// Calculates the sum of a (int) + b (int) and returns the result (int).
int sum(int a, int b) {
return a + b;
}
虽然这很明显工作正常，但大多数程序员不会看到这个内部的隐藏的bug（提示：由于类似的bug，Ariane V崩溃）。 现在，DbC定义您必须始终检查函数的输入和输出以验证它是否正常工作。 Java可以通过断言来做到这一点：
// Calculates the sum of a (int) + b (int) and returns the result (int).
int sum(int a, int b) {
assert (Integer.MAX_VALUE - a >= b) : "Value of " + a + " + " + b + " is too large to add.";
final int result = a + b;
assert (result - a == b) : "Sum of " + a + " + " + b + " returned wrong sum " + result;
return result;
}
如果这个功能现在失败了，你会注意到它。 你会知道你的代码有问题，你知道它在哪里，你知道是什么造成了它（类似于Exceptions）。 而更重要的是：当它发生时阻止任何进一步的代码使用错误的值工作，并可能对其控制的任何操作造成损害。
Java异常是一个类似的概念，但它们未能验证所有内容。 如果你想要更多的检查（以执行速度为代价），你需要使用断言。 这样做会使你的代码膨胀，但最终你可以在一个非常短的开发时间内交付产品（越早修复bug，成本越低）。 此外：如果您的代码中存在任何错误，您将检测到它。 没有任何方法可能导致错误发生并在稍后导致问题。
这仍然不是无错代码的保证，但它比通常的程序更接近于此。
断言是一种开发阶段工具，用于捕获代码中的错误。 它们被设计为易于移除，因此它们不会存在于生产代码中。 因此，断言不是您提供给客户的“解决方案”的一部分。 他们是内部检查，以确保你所做的假设是正确的。 最常见的例子是测试null。 许多方法都是这样写的：
void doSomething(Widget widget) {
if (widget != null) {
widget.someMethod(); // ...
... // do more stuff with this widget
}
}
通常在这样的方法中，小部件应该永远不会为空。 因此，如果它为空，那么您的代码中有一个需要追踪的错误。 但上面的代码永远不会告诉你这一点。 因此，为了写出“安全”的代码，你也在隐藏一个bug。 编写这样的代码会更好：
/**
* @param Widget widget Should never be null
*/
void doSomething(Widget widget) {
assert widget != null;
widget.someMethod(); // ...
... // do more stuff with this widget
}
这样，你一定会尽早发现这个错误。 （在合约中指定此参数不应为空值也很有用）。在开发过程中测试代码时，一定要打开断言。 （说服你的同事也这样做通常很困难，我觉得很烦人。）
现在，您的一些同事会反对此代码，认为您应该仍然使用空检查来防止生产中发生异常。 在这种情况下，断言仍然有用。 你可以这样写：
void doSomething(Widget widget) {
assert widget != null;
if (widget != null) {
widget.someMethod(); // ...
... // do more stuff with this widget
}
}
通过这种方式，您的同事会很高兴在生产代码中使用空检查，但在开发过程中，当小部件为空时，您不再隐藏缺陷。
下面是一个真实世界的例子：我曾经写过一个方法，比较两个任意值是否相等，其中任何一个值都可以为null：
/**
* Compare two values using equals(), after checking for null.
* @param thisValue (may be null)
* @param otherValue (may be null)
* @return True if they are both null or if equals() returns true
*/
public static boolean compare(final Object thisValue, final Object otherValue) {
boolean result;
if (thisValue == null) {
result = otherValue == null;
} else {
result = thisValue.equals(otherValue);
}
return result;
}
此代码在thisValue不为null的情况下委托equals()方法的工作。 但它假定equals()方法通过正确处理null参数正确地实现了equals()的约定。
一位同事反对我的代码，告诉我很多我们的类有bug的equals()方法，它们不测试null，所以我应该把这个检查放到这个方法中。 如果这是明智的，或者如果我们应该强制这个错误，这是值得商榷的，所以我们可以发现它并修复它，但是我推迟到我的同事那里，并且输入了一个空的支票，我已经标记了一条评论：
public static boolean compare(final Object thisValue, final Object otherValue) {
boolean result;
if (thisValue == null) {
result = otherValue == null;
} else {
result = otherValue != null && thisValue.equals(otherValue); // questionable null check
}
return result;
}
如果equals()方法没有根据合约要求检查other != null ，则只需要other != null 。
我并没有和我的同事进行一场毫无结果的辩论，让我们的代码保留在代码库中，我只是在代码中放置了两个断言。 这些断言会让我知道，在开发阶段，如果我们的某个类无法正确实现equals() ，那么我可以修复它：
public static boolean compare(final Object thisValue, final Object otherValue) {
boolean result;
if (thisValue == null) {
result = otherValue == null;
assert otherValue == null || otherValue.equals(null) == false;
} else {
result = otherValue != null && thisValue.equals(otherValue);
assert thisValue.equals(null) == false;
}
return result;
}
需要牢记的重点是：
断言仅是开发阶段工具。
断言的要点是让你知道是否有一个错误，不仅在你的代码中，而且在你的代码库中。 （这里的断言实际上会标记其他类中的错误。）
即使我的同事确信我们的课程写得很好，这里的主张仍然有用。 将添加新的类，可能无法测试为null，并且此方法可以为我们标记这些错误。
在开发中，即使您编写的代码不使用断言，您也应该始终开启断言。 我的IDE设置为默认为任何新的可执行文件执行此操作。
这些断言不会改变生产中代码的行为，所以我的同事很高兴有空检查，并且即使equals()方法有问题，该方法也会正确执行。 我很高兴，因为我将在开发中捕获任何bug的equals()方法。
另外，您应该通过放入一个临时断言来测试断言策略，这样可以确保您可以通过日志文件或输出流中的堆栈跟踪来通知您。
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