零成本断言（1）

什么是断言？

在编程中，我们常常需要对代码进行测试，以检查其正确性和可靠性。而断言就是一种用于测试代码的工具。一个断言可以看作是一个测试用例，如果它成功地检测到了代码中的错误，那么就会触发异常。断言通常用于测试和调试阶段，以便在代码中快速定位和修复错误。

断言语法

在 Python 中，断言的语法如下：

assert expression [, arguments]

其中，expression 是要测试的条件表达式，可以是任意 Python 表达式；arguments 是一个可选的消息字符串，用于在断言失败时打印出来。如果条件表达式的值为 False，那么就会触发 AssertionError 异常，其中包含了消息字符串。

运用断言

我们经常需要在程序中加入断言进行测试和调试。下面是一个例子，我们将使用断言测试一个数的正负性：

def check_sign(num):
    assert isinstance(num, (int, float)), "num must be numeric"
    if num > 0:
        return "Positive"
    elif num < 0:
        return "Negative"
    else:
        return "Zero"

在这个例子中，我们使用了 assert isinstance(num, (int, float)), "num must be numeric" 来断言 num 是数值型的（即是 int 或 float 类型）。如果 num 不是数值型的，那么就会触发 AssertionError 异常，并打印出 "num must be numeric"。

零成本断言

在 Python 中，我们通常使用 assert 语句来进行断言，但是这在生产环境中是不推荐的。因为在关闭断言的情况下，assert 语句将会被忽略，导致可能发生的错误没有被检测出来。所以，建议在生产环境中使用专门的断言库，例如 pytest。

一个更好的做法是使用零成本断言，也就是编写一个自定义的 assert 函数来完成断言的工作。一个简单的实现如下：

import sys

def my_assert(condition, message=""):
    if not condition:
        print("Assertion failed: {}".format(message))
        sys.exit()

这个函数接受一个条件表达式 condition 和一个可选的消息字符串 message。如果条件表达式为 False，那么就会打印出消息字符串，并终止程序运行。

总结

断言是编程中不可或缺的一部分。它可以帮助我们及早地发现并解决代码中的错误，提高代码的可靠性和鲁棒性。在 Python 中，我们可以使用 assert 语句来进行断言，也可以编写自己的断言函数。无论使用哪种方式，我们都必须保证在代码中加入足够的断言来确保代码的正确性和可靠性。