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C/C++ 어설션

  • 아티클

어설션 문은 프로그램의 특정 지점에서 true로 간주되는 조건을 지정합니다. 지정한 조건이 true가 아니면 어설션이 실패하고 프로그램 실행이 중단되며 어설션 실패 대화 상자가 나타납니다.

Visual Studio는 다음 구분을 기반으로 하는 C++ 어설션 문을 지원합니다.

  • MFC 프로그램의 MFC 어설션

  • ATL을 사용하는 프로그램의 ATLASSERT

  • C 런타임 라이브러리를 사용하는 프로그램의 CRT 어설션

  • 기타 C/C++ 프로그램의 ANSI assert 함수

    어설션을 사용하여 논리 오류를 포착하고 작업 결과를 확인하며 처리해야 하는 오류 조건을 테스트할 수 있습니다.

이 항목의 내용

어설션 작동 방식

디버그 및 릴리스 빌드의 어설션

어설션 사용의 부작용

CRT 어설션

MFC 어설션

어설션 작동 방식

MFC 또는 C 런타임 라이브러리 어설션으로 인해 디버거가 중지된 경우 소스를 사용할 수 있으면 디버거는 소스 파일에서 어설션이 발생한 지점으로 이동합니다. 어설션 메시지는 출력 창과 어설션 실패 대화 상자 모두에 나타납니다. 어설션 메시지를 나중에 참조할 수 있도록 저장하려면 출력 창에서 텍스트 창으로 복사하면 됩니다. 출력 창에는 다른 오류 메시지도 포함될 수 있습니다. 이러한 메시지는 어설션 실패의 원인에 대한 단서를 제공하기 때문에 주의 깊게 검토합니다.

어설션을 사용하여 개발 중에 오류를 감지합니다. 대체로, 가정마다 하나의 어설션을 사용합니다. 예를 들어, 인수가 NULL이 아니라고 가정하면 이 가정을 테스트하는 하나의 어설션을 사용합니다.

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디버그 및 릴리스 빌드의 어설션

어설션 문은 _DEBUG가 정의된 경우에만 컴파일됩니다. 그렇지 않으면 컴파일러가 어설션을 Null 문으로 간주합니다. 따라서 어설션 문은 최종 릴리스 프로그램에서 오버헤드나 성능 비용을 부과하지 않으며 #ifdef 지시문을 사용하지 않아도 됩니다.

어설션 사용의 부작용

코드에 어설션을 추가하는 경우에는 어설션에 부작용이 없는지 확인합니다. 예를 들어, nM 값을 수정하는 다음과 같은 어설션이 있습니다.

ASSERT(nM++ > 0); // Don't do this!

ASSERT 식은 프로그램 릴리스 버전에서 계산되지 않기 때문에 nM 값이 디버그 버전과 릴리스 버전에서 다릅니다. MFC에서 이런 문제를 피하기 위해 ASSERT 대신 VERIFY 매크로를 사용할 수 있습니다. VERIFY는 모든 버전에서 식을 계산하지만 릴리스 버전에서는 결과를 확인하지 않습니다.

어설션 문에서 함수 호출을 사용할 때는 특히 주의해야 합니다. 함수를 계산하면 예기치 않은 부작용이 발생할 수 있기 때문입니다.

ASSERT ( myFnctn(0)==1 ) // unsafe if myFnctn has side effects
VERIFY ( myFnctn(0)==1 ) // safe

VERIFY는 디버그 및 릴리스 버전 모두에서 myFnctn을 호출하기 때문에 사용할 수 있습니다. 하지만 VERIFY를 사용하면 릴리스 버전에서 불필요한 함수 호출의 오버헤드가 발생합니다.

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CRT 어설션

CRTDBG.H 헤더 파일은 어설션 검사를 위한 _ASSERT 및 _ASSERTE 매크로를 정의합니다.

Macro 결과
_ASSERT 지정된 식이 FALSE로 평가되는 경우 _ASSERT의 파일 이름 및 줄 번호입니다.
_ASSERTE _ASSERT와 동일하며, 어설션된 식의 문자열 표현이 추가된 것입니다.

_ASSERTE는 FALSE로 판명된 어설션된 식을 보고하기 때문에 더욱 강력합니다. 소스 코드를 참조하지 않고 문제를 식별하기에 충분할 수 있습니다. 하지만 애플리케이션의 디버그 버전에 _ASSERTE를 사용하여 어설션된 각 식에 대한 문자열 상수가 포함됩니다. 많은 _ASSERTE 매크로를 사용하면 이러한 문자열 식이 상당한 양의 메모리를 차지합니다. 이것이 문제로 판명되면 _ASSERT를 사용하여 메모리를 절약합니다.

_DEBUG가 정의되면 _ASSERTE 매크로는 다음과 같이 정의됩니다.

#define _ASSERTE(expr) \
    do { \
        if (!(expr) && (1 == _CrtDbgReport( \
            _CRT_ASSERT, __FILE__, __LINE__, #expr))) \
            _CrtDbgBreak(); \
    } while (0)

어설션된 식이 FALSE로 평가되면 _CrtDbgReport가 호출되어 어설션 실패를 보고합니다(기본적으로 메시지 대화 상자를 사용). 메시지 대화 상자에서 다시 시도를 선택하면 _CrtDbgReport는 1을 반환하고 _CrtDbgBreak는 DebugBreak를 통해 디버거를 호출합니다.

모든 어설션을 일시적으로 사용하지 않도록 설정해야 하는 경우에는 _CtrSetReportMode를 사용합니다.

힙 손상 여부 확인

다음 예제는 _CrtCheckMemory를 사용하여 힙 손상 여부를 검사합니다.

_ASSERTE(_CrtCheckMemory());

포인터 유효성 검사

다음 예제는 _CrtIsValidPointer를 사용하여 지정된 메모리 범위가 읽기 또는 쓰기에 유효한지 확인합니다.

_ASSERTE(_CrtIsValidPointer( address, size, TRUE );

다음 예제는 _CrtIsValidHeapPointer를 사용하여 포인터가 로컬 힙의 메모리를 가리키는지 확인합니다. (C 런타임 라이브러리 인스턴스로 생성 및 관리되는 힙 — DLL은 라이브러리의 자체 인스턴스를 포함할 수 있으므로 애플리케이션 힙 외부에 자체 힙을 포함할 수 있습니다.) 이 어설션은 Null 또는 범위를 벗어난 주소뿐만 아니라 정적 변수, 스택 변수 및 기타 비로컬 메모리에 대한 포인터도 포착합니다.

_ASSERTE(_CrtIsValidHeapPointer( myData );

메모리 블록 확인

다음 예제는 _CrtIsMemoryBlock을 사용하여 메모리 블록이 로컬 힙에 있고 유효한 블록 유형을 사용하는지 확인합니다.

_ASSERTE(_CrtIsMemoryBlock (myData, size, &requestNumber, &filename, &linenumber));

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MFC 어설션

MFC는 어설션 검사를 위한 ASSERT 매크로를 정의합니다. 또한 CObject 파생 개체의 내부 상태를 확인하는 MFC ASSERT_VALID 및 CObject::AssertValid 메서드를 정의합니다.

MFC ASSERT 매크로의 인수가 0 또는 false로 평가되면 매크로는 프로그램 실행을 중지하고 사용자에게 경고합니다. 그렇지 않으면 실행이 계속됩니다.

어설션이 실패하면 메시지 대화 상자에 소스 파일의 이름과 어설션의 줄 번호가 표시됩니다. 대화 상자에서 다시 시도를 선택하면 AfxDebugBreak가 호출되어 실행이 디버거에서 중단됩니다. 이 지점에서 호출 스택을 검사하고 다른 디버거 기능을 사용하여 어설션이 실패한 이유를 확인할 수 있습니다. Just-In-Time 디버깅을 활성화했는데 디버거가 아직 실행되지 않은 경우 대화 상자에서 디버거를 시작할 수 있습니다.

다음 예제는 ASSERT를 사용하여 함수의 반환 값을 확인하는 방법을 보여줍니다.

int x = SomeFunc(y);
ASSERT(x >= 0);   //  Assertion fails if x is negative

ASSERT를 IsKindOf 함수와 함께 사용하여 함수 인수에 대한 유형 검사를 제공할 수 있습니다.

ASSERT( pObject1->IsKindOf( RUNTIME_CLASS( CPerson ) ) );

ASSERT 매크로는 릴리스 버전에서 코드를 생성하지 않습니다. 릴리스 버전에서 식을 평가해야 하는 경우 ASSERT 대신 VERIFY 매크로를 사용합니다.

MFC ASSERT_VALID 및 CObject::AssertValid

CObject::AssertValid 메서드는 개체의 내부 상태에 대한 런타임 검사를 제공합니다. CObject에서 클래스를 파생시킬 때 AssertValid를 재정의할 필요는 없지만 이렇게 하면 클래스를 더욱 안정적으로 만들 수 있습니다. AssertValid는 모든 개체의 멤버 변수에 대해 어설션을 수행하여 유효한 값이 포함되어 있는지 확인해야 합니다. 예를 들어, 포인터 멤버 변수가 NULL이 아닌 것을 확인해야 합니다.

다음 예제에서는 AssertValid 함수를 선언하는 방법을 보여줍니다.

class CPerson : public CObject
{
protected:
    CString m_strName;
    float   m_salary;
public:
#ifdef _DEBUG
    // Override
    virtual void AssertValid() const;
#endif
    // ...
};

AssertValid를 재정의하는 경우 자체 검사를 수행하기 전에 AssertValid의 기본 클래스 버전을 호출합니다. 그런 다음, ASSERT 매크로를 사용하여 파생 클래스에 고유한 멤버를 확인합니다(아래 참조).

#ifdef _DEBUG
void CPerson::AssertValid() const
{
    // Call inherited AssertValid first.
    CObject::AssertValid();

    // Check CPerson members...
    // Must have a name.
    ASSERT( !m_strName.IsEmpty());
    // Must have an income.
    ASSERT( m_salary > 0 );
}
#endif

멤버 변수가 개체를 저장하는 경우 ASSERT_VALID 매크로를 사용하여 내부 유효성을 테스트할 수 있습니다(클래스가 AssertValid를 재정의하는 경우).

예를 들어, 멤버 변수 중 하나에 CObList를 저장하는 CMyData 클래스가 있습니다. CObList 변수, m_DataList는 CPerson 개체 컬렉션을 저장합니다. CMyData의 약식 선언은 다음과 같습니다.

class CMyData : public CObject
{
    // Constructor and other members ...
    protected:
        CObList* m_pDataList;
    // Other declarations ...
    public:
#ifdef _DEBUG
        // Override:
        virtual void AssertValid( ) const;
#endif
    // And so on ...
};

CMyData의 AssertValid 재정의는 다음과 같습니다.

#ifdef _DEBUG
void CMyData::AssertValid( ) const
{
    // Call inherited AssertValid.
    CObject::AssertValid( );
    // Check validity of CMyData members.
    ASSERT_VALID( m_pDataList );
    // ...
}
#endif

CMyData는 AssertValid 메커니즘을 사용하여 해당 데이터 멤버에 저장된 개체의 유효성을 테스트합니다. CMyData의 AssertValid 재정의는 자체 m_pDataList 멤버 변수에 대해 ASSERT_VALID 매크로를 호출합니다.

CObList 클래스도 AssertValid를 재정의하기 때문에 유효성 테스트는 이 수준에서 중지되지 않습니다. 이 재정의는 목록의 내부 상태에 대해 추가 유효성 테스트를 수행합니다. 따라서 CMyData 개체에 대한 유효성 테스트는 저장된 CObList 목록 개체의 내부 상태에 대한 추가 유효성 테스트로 이어집니다.

몇 가지 추가 작업으로, 목록에 저장된 CPerson 개체에 대한 유효성 테스트를 추가할 수도 있습니다. CObList에서 CPersonList 클래스를 파생시키고 AssertValid를 재정의할 수 있습니다. 재정의에서는 CObject::AssertValid를 호출한 다음, 목록에 저장된 각 CPerson 개체에서 AssertValid를 호출하여 목록에서 반복합니다. 이 문서의 시작 부분에 표시된 CPerson 클래스는 이미 AssertValid를 재정의합니다.

이 메커니즘은 디버깅을 위해 빌드할 때 강력합니다. 이후 릴리스를 위해 빌드할 때는 메커니즘이 자동으로 꺼집니다.

AssertValid 제한 사항

트리거된 어설션은 개체가 명확히 잘못되었고 실행이 중지됨을 나타냅니다. 하지만 어설션이 부족하면 문제가 발견되지 않았다는 것 뿐이며 개체가 양호하다는 보장은 아닙니다.

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어설션 사용

논리 오류 포착

프로그램의 논리에 따라 true여야 하는 조건에 대한 어설션을 설정할 수 있습니다. 논리 오류가 발생하지 않으면 어설션이 적용되지 않습니다.

예를 들어, 컨테이너에서 가스 분자를 시뮬레이션하고 numMols 변수는 총 분자 수를 나타낸다고 가정합니다. 이 숫자는 0보다 작을 수 없으므로 MFC 어설션 문을 다음과 같이 포함할 수 있습니다.

ASSERT(numMols >= 0);

또는 CRT 어설션을 다음과 같이 포함할 수 있습니다.

_ASSERT(numMols >= 0);

프로그램이 제대로 작동하면 이 명령문은 아무 작업도 수행하지 않습니다. 논리 오류로 인해 numMols가 0보다 작으면 어설션이 프로그램 실행을 중지하고 어설션 실패 대화 상자를 표시합니다.

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결과 확인

어설션은 빠른 육안 검사로 결과가 명확하지 않은 작업을 테스트하는 데 유용합니다.

예를 들어, 다음 코드는 mols가 가리키는 링크된 목록의 콘텐츠를 기반으로 iMols 변수를 업데이트합니다.

/* This code assumes that type has overloaded the != operator
 with const char *
It also assumes that H2O is somewhere in that linked list.
Otherwise we'll get an access violation... */
while (mols->type != "H2O")
{
    iMols += mols->num;
    mols = mols->next;
}
ASSERT(iMols<=numMols); // MFC version
_ASSERT(iMols<=numMols); // CRT version

iMols로 계산된 분자 수는 총 분자 수인 numMols보다 항상 작거나 같아야 합니다. 루프를 육안으로 검사하면 반드시 참이라는 확신이 없기 때문에 루프 뒤에 어설션 문을 사용하여 이 조건을 테스트합니다.

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처리되지 않은 오류 찾기

어설션을 사용하여 오류를 처리해야 하는 코드의 지점에서 오류 조건을 테스트할 수 있습니다. 다음 예제에서 그래픽 루틴은 오류 코드를 반환하거나 성공에 대해 0을 반환합니다.

myErr = myGraphRoutine(a, b);

/* Code to handle errors and
   reset myErr if successful */

ASSERT(!myErr); -- MFC version
_ASSERT(!myErr); -- CRT version

오류 처리 코드가 제대로 작동하면 어설션에 도달하기 전에 오류가 처리되고 myErr가 0으로 초기화되어야 합니다. myErr에 다른 값이 있으면 어설션이 실패하고 프로그램이 중지되고 어설션 실패 대화 상자가 나타납니다.

어설션 문이 오류 처리 코드를 대체하지는 않습니다. 다음 예제는 최종 릴리스 코드에서 문제를 일으킬 수 있는 어설션 문을 보여줍니다.

myErr = myGraphRoutine(a, b);

/* No Code to handle errors */

ASSERT(!myErr); // Don't do this!
_ASSERT(!myErr); // Don't do this, either!

이 코드는 어설션 문을 사용하여 오류 조건을 처리합니다. 따라서 myGraphRoutine에서 반환된 오류 코드가 있으면 최종 릴리스 코드에서 처리되지 않습니다.

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