如何在C++中实现带格式化失败信息的断言？

C++标准库原生的assert宏仅支持单个条件参数，无法直接传递格式化的失败消息，但可以通过以下标准合规的方式实现你需要的功能：

1. 封装带格式化消息的断言宏（C++20及以上） #

利用C++20引入的std::format和std::source_location，可以封装一个支持自定义格式化消息的断言宏，同时保留原生assert在发布版（定义NDEBUG时）自动失效的特性：

#include <cstdio>
#include <format>
#include <source_location>
#include <cstdlib>

#ifdef NDEBUG
#define my_assert(expr, fmt, ...) ((void)0)
#else
#define my_assert(expr, fmt, ...) \
    do { \
        if (!(expr)) { \
            const auto msg = std::format(fmt, __VA_ARGS__); \
            const auto loc = std::source_location::current(); \
            std::fprintf(stderr, "Assertion failed: %s\nFile: %s\nLine: %d\nFunction: %s\nMessage: %s\n", \
                #expr, loc.file_name(), loc.line(), loc.function_name(), msg.c_str()); \
            std::abort(); \
        } \
    } while(false)
#endif

使用示例：

void func(int a, int b) {
    my_assert(a == b, "values differ: {} != {}", a, b);
}

2. 延迟生成消息的断言宏（性能优化） #

如果希望仅在断言失败时才生成格式化消息（避免不必要的字符串处理开销），可以封装一个接受消息生成lambda的版本：

#include <cstdio>
#include <source_location>
#include <cstdlib>

#ifdef NDEBUG
#define my_assert_lazy(expr, msg_generator) ((void)0)
#else
#define my_assert_lazy(expr, msg_generator) \
    do { \
        if (!(expr)) { \
            const auto msg = msg_generator(); \
            const auto loc = std::source_location::current(); \
            std::fprintf(stderr, "Assertion failed: %s\nFile: %s\nLine: %d\nFunction: %s\nMessage: %s\n", \
                #expr, loc.file_name(), loc.line(), loc.function_name(), msg.c_str()); \
            std::abort(); \
        } \
    } while(false)
#endif

使用示例：

void func(int a, int b) {
    my_assert_lazy(a == b, [&](){ return std::format("values differ: {} != {}", a, b); });
}

注意事项 #

• 上述实现完全基于C++标准特性，无编译器依赖；
• 定义NDEBUG宏时，断言会被自动禁用，和原生assert行为一致；
• 避免在断言消息中包含有副作用的代码（比如++a），因为发布版中这些代码不会执行。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Konrad Eisele