這個(gè)問題是如何在一些場(chǎng)景下使用斷言表達(dá)式，通常會(huì)有人誤用它，所以我決定寫一篇文章來說明何時(shí)使用斷言，什么時(shí)候不用。

為那些還不清楚它的人，Python的assert是用來檢查一個(gè)條件，如果它為真，就不做任何事。如果它為假，則會(huì)拋出AssertError并且包含錯(cuò)誤信息。例如：
 

py> x = 23
py> assert x > 0, "x is not zero or negative"
py> assert x%2 == 0, "x is not an even number"
Traceback (most recent call last):
File "", line 1, in
AssertionError: x is not an even number

很多人用assert作為一個(gè)很快和容易的方法來在參數(shù)錯(cuò)誤的時(shí)候拋出異常。但這樣做是錯(cuò)的，非常錯(cuò)誤，有兩個(gè)原因。首先AssertError不是在測(cè)試參數(shù)時(shí)應(yīng)該拋出的錯(cuò)誤。你不應(yīng)該像這樣寫代碼：
 

if not isinstance(x, int):
raise AssertionError("not an int")

你應(yīng)該拋出TypeError的錯(cuò)誤，assert會(huì)拋出錯(cuò)誤的異常。

但是，更危險(xiǎn)的是，有一個(gè)關(guān)于assert的困擾：它可以被編譯好然后從來不執(zhí)行，如果你用 –O 或 –oo 選項(xiàng)運(yùn)行Python，結(jié)果不保證assert表達(dá)式會(huì)運(yùn)行到。當(dāng)適當(dāng)?shù)氖褂胊ssert時(shí)，這是未來，但是當(dāng)assert不恰當(dāng)?shù)氖褂脮r(shí)，它會(huì)讓代碼用-O執(zhí)行時(shí)出錯(cuò)。

那什么時(shí)候應(yīng)該使用assert？沒有特定的規(guī)則，斷言應(yīng)該用于：

•     防御型的編程
•     運(yùn)行時(shí)檢查程序邏輯
•     檢查約定
•     程序常量
•     檢查文檔

（在測(cè)試代碼的時(shí)候使用斷言也是可接受的，是一種很方便的單元測(cè)試方法，你接受這些測(cè)試在用-O標(biāo)志運(yùn)行時(shí)不會(huì)做任何事。我有時(shí)在代碼里使用assert False來標(biāo)記沒有寫完的代碼分支，我希望這些代碼運(yùn)行失敗。盡管拋出NotImplementedError可能會(huì)更好。）

關(guān)于斷言的意見有很多，因?yàn)樗艽_保代碼的正確性。如果你確定代碼是正確的，那么就沒有用斷言的必要了，因?yàn)樗麄儚膩聿粫?huì)運(yùn)行失敗，你可以直接移除這些斷言。如果你確定檢查會(huì)失敗，那么如果你不用斷言，代碼就會(huì)通過編譯并忽略你的檢查。

在以上兩種情況下會(huì)很有意思，當(dāng)你比較肯定代碼但是不是絕對(duì)肯定時(shí)?？赡苣銜?huì)錯(cuò)過一些非常古怪的情況。在這個(gè)情況下，額外的運(yùn)行時(shí)檢查能幫你確保任何錯(cuò)誤都會(huì)盡早地被捕捉到。

另一個(gè)好的使用斷言的方式是檢查程序的不變量。一個(gè)不變量是一些你需要依賴它為真的情況，除非一個(gè)bug導(dǎo)致它為假。如果有bug，最好能夠盡早發(fā)現(xiàn)，所以我們?yōu)樗M(jìn)行一個(gè)測(cè)試，但是又不想減慢代碼運(yùn)行速度。所以就用斷言，因?yàn)樗茉陂_發(fā)時(shí)打開，在產(chǎn)品階段關(guān)閉。

一個(gè)非變量的例子可能是，如果你的函數(shù)希望在它開始時(shí)有數(shù)據(jù)庫(kù)的連接，并且承諾在它返回的時(shí)候仍然保持連接，這就是函數(shù)的不變量：
 

def some_function(arg):
  assert not DB.closed()
  ... # code goes here
  assert not DB.closed()
  return result

斷言本身就是很好的注釋，勝過你直接寫注釋：

# when we reach here, we know that n > 2

你可以通過添加斷言來確保它：

assert n > 2

斷言也是一種防御型編程。你不是讓你的代碼防御現(xiàn)在的錯(cuò)誤，而是防止在代碼修改后引發(fā)的錯(cuò)誤。理想情況下，單元測(cè)試可以完成這樣的工作，可是需要面對(duì)的現(xiàn)實(shí)是，它們通常是沒有完成的。人們可能在提交代碼前會(huì)忘了運(yùn)行測(cè)試代碼。有一個(gè)內(nèi)部檢查是另一個(gè)阻擋錯(cuò)誤的防線，尤其是那些不明顯的錯(cuò)誤，卻導(dǎo)致了代碼出問題并且返回錯(cuò)誤的結(jié)果。

加入你有一些if…elif 的語句塊，你知道在這之前一些需要有一些值：
 

# target is expected to be one of x, y, or z, and nothing else.
if target == x:
  run_x_code()
elif target == y:
  run_y_code()
else:
  run_z_code()

假設(shè)代碼現(xiàn)在是完全正確的。但它會(huì)一直是正確的嗎？依賴的修改，代碼的修改。如果依賴修改成 target = w 會(huì)發(fā)生什么，會(huì)關(guān)系到run_w_code函數(shù)嗎？如果我們改變了代碼，但沒有修改這里的代碼，可能會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的調(diào)用 run_z_code 函數(shù)并引發(fā)錯(cuò)誤。用防御型的方法來寫代碼會(huì)很好，它能讓代碼運(yùn)行正確，或者立馬執(zhí)行錯(cuò)誤，即使你在未來對(duì)它進(jìn)行了修改。

在代碼開頭的注釋很好的一步，但是人們經(jīng)常懶得讀或者更新注釋。一旦發(fā)生這種情況，注釋會(huì)變得沒用。但有了斷言，我可以同時(shí)對(duì)代碼塊的假設(shè)書寫文檔，并且在它們違反的時(shí)候觸發(fā)一個(gè)干凈的錯(cuò)誤
 

assert target in (x, y, z)
if target == x:
  run_x_code()
elif target == y:
  run_y_code()
else:
  assert target == z
  run_z_code()

這樣，斷言是一種防御型編程，同時(shí)也是一種文檔。我想到一個(gè)更好的方案：
 

if target == x:
  run_x_code()
elif target == y:
  run_y_code()
elif target == z:
  run_z_code()
else:
  # This can never happen. But just in case it does...
  raise RuntimeError("an unexpected error occurred")

按約定進(jìn)行設(shè)計(jì)是斷言的另一個(gè)好的用途。我們想象函數(shù)與調(diào)用者之間有個(gè)約定，比如下面的：

“如果你傳給我一個(gè)非空字符串，我保證傳會(huì)字符串的第一個(gè)字母并將其大寫。”

如果約定被函數(shù)或調(diào)用這破壞，代碼就會(huì)出問題。我們說函數(shù)有一些前置條件和后置條件，所以函數(shù)就會(huì)這么寫：
 

def first_upper(astring):
  assert isinstance(astring, str) and len(astring) > 0
  result = astring[0].upper()
  assert isinstance(result, str) and len(result) == 1
  assert result == result.upper()
  return result

按約定設(shè)計(jì)的目標(biāo)是為了正確的編程，前置條件和后置條件是需要保持的。這是斷言的典型應(yīng)用場(chǎng)景，因?yàn)橐坏┪覀儼l(fā)布了沒有問題的代碼到產(chǎn)品中，程序會(huì)是正確的，并且我們能安全的移除檢查。

下面是我建議的不要用斷言的場(chǎng)景：

•     不要用它測(cè)試用戶提供的數(shù)據(jù)
•     不要用斷言來檢查你覺得在你的程序的常規(guī)使用時(shí)會(huì)出錯(cuò)的地方。斷言是用來檢查非常罕見的問題。你的用戶不應(yīng)該看到任何斷言錯(cuò)誤，如果他們看到了，這是一個(gè)bug，修復(fù)它。
•     有的情況下，不用斷言是因?yàn)樗染_的檢查要短，它不應(yīng)該是懶碼農(nóng)的偷懶方式。
•     不要用它來檢查對(duì)公共庫(kù)的輸入?yún)?shù)，因?yàn)樗荒芸刂普{(diào)用者，所以不能保證調(diào)用者會(huì)不會(huì)打破雙方的約定。
•     不要為你覺得可以恢復(fù)的錯(cuò)誤用斷言。換句話說，不用改在產(chǎn)品代碼里捕捉到斷言錯(cuò)誤。
•     不要用太多斷言以至于讓代碼很晦澀。