《C标准库》—之<assert.h>实现

首先，贴出标准库中<assert.h>的实现源码：

#undef assert
#ifdef  NDEBUG
#define assert(test)((void)0)
#else
void _Assert(char*);
#define _STR(x) _VAL(x)
#define _VAL(x) #x
#define assert(test)((test)?(void)0:_Assert(__FILE__":"_STR(__LINE)""#test))
#endif

_Assert(char*)的实现如下：

#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <stdlib.h>

void _Assert(char * mesg)
{
fputs(mesg, stderr);
fputs(" -- assertion failed\n", stderr);
abort();
}

全部的代码就在这里了。首先，<assert.h> 里有一个 NDEBUG宏，从assert.h的条件宏中可以看出，如果定义了宏NDEBUG， 那么assert测试宏将等于什么都不做，即就是(void)0，那么我们在自己的程序里就可以关闭assert断言或打开它。如果当前assert不存在，那么#undef指令也没任何副作用，因为总是可以#undef一个名字。但是，如果定义有所改变的话，这个#undef指令还是很有必要的。

如果没有定义NDEBUG， 它将实现它的截断程序的功能，即就是：如果assert(test)里test为真， 证明程序运行到此处没有错误，否则的话，将错误的信息送给_Assert函数，_Assert函数负责将错误信息的源文件(__FILE__)和所在的行(__LINE__) 输出到标准错误流。

我们具体研究下里面的细节。首先是两个宏：__FILE__和__LINE__     __FILE宏会自己扩展为字符串常量，如果错误来自某个.cpp文件或者.c文件，那么它就等同于"***.cpp" 或"***.c"，这个宏很好理解，相对于__FILE__，__LINE__的理解不是很容易。__LINE__这个宏并没有扩展为对应行的字符串，而是变成了一个十进制常量，而_Assert函数的参数指向的是个字符串，所以我们有必要把__LINE__转换为相应的字符串。

对于__LINE__的转换，我们使用了C语言中嵌套宏的方法，来实现将十进制常量转换为对应的字符串。

#define _STR(x) _VAL(x)
#define _VAL(x) #x

就是这两个宏的作用。这两个宏缺一不可。#define  _STR(x)   _VAL(x) 这个宏的作用是将__LINE__替换为对应的实参，即就是它的十进制常量，#define _VAL(x)#x 将它的十进制常量变为一个字符串，这个就是宏中#的作用。

那么，具体的是怎么转换的呢，这里有一条关于嵌套宏的展开规则：

遇到宏名后（1）

检查对应的宏体中是否含有#和##运算符
无——处理宏参数（实参）(2)
遇到宏名，回到（1）
没有遇到，在宏体中用实参字符串替换形式参数，再检查是否遇到宏名(4)

有——不检查宏参数，在宏体中用实参字符串替换形式参数，再检查是否含有宏名(3)
遇到宏名，回到（1）
没有遇到，结束 (5）

对应的#define  _STR(__LINE__)  __VAL(__LINE__)， #define  __VAL(__LINE__)  #__LINE__，我们就可以这样理解它具体的展开方式了：

首先，检查#define _STR(__LINE__)__VAL(__LINE__)中是否有#或##运算符，这里没有，好，然后在宏的参数表里也没有遇到宏名，那么在这个宏体中，我们就用__LINE__的十进制常量(假设是10)替换了__LINE__，接下来到了 #define  __VAL(__LINE__)   #__LINE__ ，检查过后，发现这个宏体里存在#运算符，那么我们就不检查宏参数了，
直接将实参10替换为"10"  ，这个就是#10的效果。然后我们再检查宏的参数表里有没有遇到宏名，这里没有遇到，结束。

经过这一番转换，我们就可以得到了__LINE__的十进制常量10对应的字符串“10”， 然后连同其它字符串一块传给了_Assert函数。这也是过渡宏_VAL的存在的原因，存在的作用就是把__LINE__替换为10.

我学习过了这个宏后，对宏里一些用法又有了一些了解，比如：

#x 将x变为"x"，即添加双引号;

a##b 将a和b黏结起来，ab，不一定是黏结字符串;

#@x 
将x变为'x'， 即添加了单引号。