Python中斷言的使用方法

這篇文章主要介紹Python中斷言的使用方法，文中介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們一定要看完！

這個問題是如何在一些場景下使用斷言表達式，通常會有人誤用它，所以現(xiàn)在來說明何時使用斷言，什么時候不用。

為那些還不清楚它的人，Python的assert是用來檢查一個條件，如果它為真，就不做任何事。如果它為假，則會拋出AssertError并且包含錯誤信息。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作為一個很快和容易的方法來在參數(shù)錯誤的時候拋出異常。但這樣做是錯的，非常錯誤，有兩個原因。首先AssertError不是在測試參數(shù)時應(yīng)該拋出的錯誤。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的錯誤，assert會拋出錯誤的異常。

但是，更危險的是，有一個關(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 選項運行Python，結(jié)果不保證assert表達式會運行到。當適當?shù)氖褂胊ssert時，這是未來，但是當assert不恰當?shù)氖褂脮r，它會讓代碼用-O執(zhí)行時出錯。

那什么時候應(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

運行時檢查程序邏輯

檢查約定

程序常量

檢查文檔

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

關(guān)于斷言的意見有很多，因為它能確保代碼的正確性。如果你確定代碼是正確的，那么就沒有用斷言的必要了，因為他們從來不會運行失敗，你可以直接移除這些斷言。如果你確定檢查會失敗，那么如果你不用斷言，代碼就會通過編譯并忽略你的檢查。

在以上兩種情況下會很有意思，當你比較肯定代碼但是不是絕對肯定時?？赡苣銜e過一些非常古怪的情況。在這個情況下，額外的運行時檢查能幫你確保任何錯誤都會盡早地被捕捉到。

另一個好的使用斷言的方式是檢查程序的不變量。一個不變量是一些你需要依賴它為真的情況，除非一個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行一個測試，但是又不想減慢代碼運行速度。所以就用斷言，因為它能在開發(fā)時打開，在產(chǎn)品階段關(guān)閉。

一個非變量的例子可能是，如果你的函數(shù)希望在它開始時有數(shù)據(jù)庫的連接，并且承諾在它返回的時候仍然保持連接，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)在的錯誤，而是防止在代碼修改后引發(fā)的錯誤。理想情況下，單元測試可以完成這樣的工作，可是需要面對的現(xiàn)實是，它們通常是沒有完成的。人們可能在提交代碼前會忘了運行測試代碼。有一個內(nèi)部檢查是另一個阻擋錯誤的防線，尤其是那些不明顯的錯誤，卻導(dǎo)致了代碼出問題并且返回錯誤的結(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 會發(fā)生什么，會關(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，可能會導(dǎo)致錯誤的調(diào)用 run_z_code 函數(shù)并引發(fā)錯誤。用防御型的方法來寫代碼會很好，它能讓代碼運行正確，或者立馬執(zhí)行錯誤，即使你在未來對它進行了修改。

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，注釋會變得沒用。但有了斷言，我可以同時對代碼塊的假設(shè)書寫文檔，并且在它們違反的時候觸發(fā)一個干凈的錯誤

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，同時也是一種文檔。我想到一個更好的方案：

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")

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

“如果你傳給我一個非空字符串，我保證傳會字符串的第一個字母并將其大寫?！?/p>

如果約定被函數(shù)或調(diào)用這破壞，代碼就會出問題。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)計的目標是為了正確的編程，前置條件和后置條件是需要保持的。這是斷言的典型應(yīng)用場景，因為一旦我們發(fā)布了沒有問題的代碼到產(chǎn)品中，程序會是正確的，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景：

不要用它測試用戶提供的數(shù)據(jù)

不要用斷言來檢查你覺得在你的程序的常規(guī)使用時會出錯的地方。斷言是用來檢查非常罕見的問題。你的用戶不應(yīng)該看到任何斷言錯誤，如果他們看到了，這是一個bug，修復(fù)它。

有的情況下，不用斷言是因為它比精確的檢查要短，它不應(yīng)該是懶碼農(nóng)的偷懶方式。

不要用它來檢查對公共庫的輸入?yún)?shù)，因為它不能控制調(diào)用者，所以不能保證調(diào)用者會不會打破雙方的約定。

不要為你覺得可以恢復(fù)的錯誤用斷言。換句話說，不用改在產(chǎn)品代碼里捕捉到斷言錯誤。

不要用太多斷言以至于讓代碼很晦澀。

以上是Python中斷言的使用方法的所有內(nèi)容，感謝各位的閱讀！希望分享的內(nèi)容對大家有幫助，更多相關(guān)知識，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道！