断言

断言（assertion） 是一种 自我检查机制，用于判断程序运行时某个条件是否为真。
当条件为假时，程序会抛出异常（AssertionError）并终止执行，以提示你“程序状态不符合预期”。

简单说：

“我确信这里必须是 True，否则说明有 bug。”

语法结构

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assert 条件, 错误提示（可选）

📘 举例：

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x = 10
assert x > 0, "x 必须是正数"
print("继续执行...")

✅ 输出：

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继续执行...

❌ 若条件不成立：

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x = -5
assert x > 0, "x 必须是正数"

报错：

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AssertionError: x 必须是正数

执行原理

assert 的本质相当于：

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if not 条件:
    raise AssertionError(错误提示)

也就是说，断言会在条件为 False 时自动抛出异常。

例如：

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# 以下两者等价
assert x > 0, "x 必须大于 0"

if not x > 0:
    raise AssertionError("x 必须大于 0")

典型用途

检查函数输入参数是否合法

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def divide(a, b):
    assert b != 0, "除数不能为 0"
    return a / b

print(divide(10, 2))  # ✅ 5.0
print(divide(10, 0))  # ❌ AssertionError: 除数不能为 0

检查数据处理中的中间结果

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data = [1, 2, 3]
total = sum(data)
assert total > 0, "总和必须为正数"

验证算法假设或逻辑不变量

在算法或状态机中，断言用于确保某些逻辑在运行中永远成立：

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def move_player(x, y):
    assert 0 <= x <= 100 and 0 <= y <= 100, "坐标越界！"
    return (x, y)

单元测试中快速验证

在轻量级测试脚本中，断言可以替代测试框架：

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def test_sum():
    assert sum([1, 2, 3]) == 6
    assert sum([]) == 0
    assert sum([-1, 1]) == 0

运行时若一切正常，不输出任何信息；否则报错提示问题所在。

与异常的关系

区别点 assert raise
目的 调试时验证假设 主动抛出异常
抛出异常类型 AssertionError 任意类型（如 ValueError, TypeError）
常用于 开发阶段的内部检查 逻辑错误或用户输入错误
可禁用 ✅ 可被优化关闭 ❌ 永远生效

关闭机制

Python 在优化模式（使用命令行参数 -O）运行时，会自动移除所有 assert 语句！

例如：

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python -O my_script.py

此时程序中的所有断言不会执行，相当于全部被删掉。

👉 因此：

  • 断言不能用于程序的业务逻辑检查，例如输入验证或权限校验。
  • 它只适合开发与调试阶段的内部逻辑验证。

最佳实践

✅ 推荐

  • 用来检测你认为“不可能出错”的条件；
  • 用来验证内部逻辑一致性；
  • 用来在开发时快速定位 bug。

❌ 避免

  • 不要用于业务逻辑错误检测；
  • 不要用于外部输入校验；
  • 不要用于替代异常处理机制。

进阶示例

多条件断言

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def process_user(age, name):
    assert isinstance(age, int) and age > 0, "年龄必须是正整数"
    assert isinstance(name, str) and len(name) > 0, "姓名不能为空"
    print(f"欢迎 {name}, 年龄 {age}")

调试复杂逻辑

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def compute(a, b):
    result = a ** 2 - b ** 2
    # 确保计算结果非负
    assert result >= 0, f"计算错误：result={result} 小于 0"
    return result

与 try-except 搭配

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try:
    assert 2 + 2 == 5, "数学炸了"
except AssertionError as e:
    print("断言失败：", e)

输出：

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断言失败： 数学炸了

总结表格

要点 内容
关键字 assert 条件, "错误信息"
本质 条件不满足 → 抛出 AssertionError
场景 调试、验证逻辑、测试
禁用 运行时使用 python -O
不适合 用户输入验证、生产逻辑判断
等价语句 if not 条件: raise AssertionError(...)