从源头上减少BUG：掌握Java中的label和assert语句！

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前言

在Java开发中，常常会遇到各种各样的问题，其中一个比较常见的问题就是代码bug。即使是一个经验丰富的开发者，也难以保证自己的代码绝对没有bug，这给软件的稳定性和安全性带来了隐患。因此在编写Java代码时，我们需要尽可能地从源头上减少bug的产生，保证代码的质量和可靠性，提高开发的效率。在这篇文章中，我们将介绍Java中的label和assert语句，以帮助读者更好地掌握Java编程技能，减少代码中的bug。

摘要

在Java编程中，label和assert是两个比较常见的关键字。label是一种标识符，可以用来标记代码块，使得在跳转时可以快速定位到指定的代码块，从而提高代码的可读性和可维护性。assert语句用于验证代码中的某些假设是否正确，并且在假设不成立时抛出异常，帮助开发者快速定位问题，提高代码的可靠性和安全性。

正文

简介

label语句

label语句是Java中的一种标识符，用于标记代码块。它的语法格式如下所示：

label: statement

其中，label是标识符，可以是任何标识符，但必须是唯一的。statement是需要标记的代码块，可以是任何语句，如if、for、while、do-while等。

例如，我们可以使用label语句来标记一个for循环语句：

outer:
for (int i = 0; i < 5; i++) {inner:for (int j = 0; j < 5; j++) {if (i == j) {break outer;}System.out.println("i=" + i + ", j=" + j);}
}

在上面的代码中，我们使用了两个label语句outer和inner来标记外层和内层的for循环语句。在内层循环中，如果i等于j，则使用break outer语句跳出外层循环。因此，在i等于j时，只会输出一次i=0, j=1。

assert语句

assert语句用于验证代码中的某些假设是否正确，如果假设不成立，则抛出AssertionError异常。它的语法格式如下所示：

assert boolean_expression;

其中，boolean_expression是需要验证的条件表达式，如果结果为false，则抛出AssertionError异常，程序终止运行。

例如，我们可以使用assert语句来验证输入的参数是否合法：

public int div(int a, int b) {assert b != 0 : "b cannot be zero";return a / b;
}

在上面的代码中，我们使用assert语句来验证b是否为0，如果为0，则抛出AssertionError异常，程序终止运行。

源代码解析

label语句的使用

label语句可以用于标记任何语句，用于快速跳转到指定的代码块。

label1:
for (int i = 0; i < 5; i++) {label2:for (int j = 0; j < 5; j++) {if (i == j) {break label1;}System.out.println("i=" + i + ", j=" + j);}
}

在上面的代码中，我们使用了两个label语句label1和label2，分别标记外层和内层的for循环语句。在内层循环语句中，如果i等于j，则跳出外层循环。

assert语句的使用

assert语句可以用于验证某些假设是否成立。

public int div(int a, int b) {assert b != 0 : "b cannot be zero";return a / b;
}

在上面的代码中，我们使用assert语句来验证b是否为0，如果为0，则抛出AssertionError异常。

应用场景案例

label语句的应用场景

多重循环跳出
在多重循环嵌套的情况下，可以使用label语句来快速跳出指定循环。

outer:
for (int i = 0; i < 5; i++) {inner:for (int j = 0; j < 5; j++) {if (i == j) {break outer;}System.out.println("i=" + i + ", j=" + j);}
}

在上面的代码中，我们使用了两个label语句outer和inner，分别标记外层和内层的for循环语句。在内层循环语句中，如果i等于j，则跳出外层循环。

assert语句的应用场景

参数验证
在方法中，我们可以使用assert语句来验证输入的参数是否合法。

public int div(int a, int b) {assert b != 0 : "b cannot be zero";return a / b;
}

在上面的代码中，我们使用assert语句来验证b是否为0，如果为0，则抛出AssertionError异常。

代码验证
在程序中，我们可以使用assert语句来验证代码中的某些假设是否成立。

public int add(int a, int b) {assert a >= 0 && b >= 0 : "a and b must be non-negative";return a + b;
}

在上面的代码中，我们使用assert语句来验证a和b是否为非负数。

优缺点分析

label语句的优点

可以快速跳转到指定的代码块。
可以提高代码的可读性和可维护性。

label语句的缺点

如果不恰当地使用label语句，会导致程序难以理解和调试。
对于大型的程序和复杂的代码块，使用label语句可能会增加代码的复杂性。

assert语句的优点

可以帮助开发者快速定位问题。
可以提高代码的可靠性和安全性。

assert语句的缺点

assert语句只能在开发和测试阶段使用，不能在生产环境中使用。
如果使用不恰当，则可能会导致程序出错。

类代码方法介绍

label语句的使用

label语句可以用于标记任何语句，用于快速跳转到指定的代码块。

label1:
for (int i = 0; i < 5; i++) {label2:for (int j = 0; j < 5; j++) {if (i == j) {break label1;}System.out.println("i=" + i + ", j=" + j);}
}

在上面的代码中，我们使用了两个label语句label1和label2，分别标记外层和内层的for循环语句。在内层循环语句中，如果i等于j，则跳出外层循环。

assert语句的使用

assert语句可以用于验证某些假设是否成立。

public int div(int a, int b) {assert b != 0 : "b cannot be zero";return a / b;
}

这段代码实现了一个简单的除法运算功能。它有两个参数，a和b，返回值是它们的商。

该函数使用了 assert 断言来确保除数b不为0。如果b为0，将会触发 AssertionError 异常，以防止程序向下执行产生不必要的错误。

注意，assert 断言并不是必要的，可以通过 if 判断来达到相同效果。但是 assert 断言可以在编写代码期间快速识别和修复潜在的问题。由于 assert 断言只在调试期间开启，所以不会影响程序的运行性能。

package com.example.javase.se.controlProgram;/*** @Author ms* @Date 2023-11-13 23:20*/
public class LabelAndAssertDemo {public static void main(String[] args) {// label语句的使用outer:for (int i = 0; i < 5; i++) {inner:for (int j = 0; j < 5; j++) {if (i == j) {break outer;}System.out.println("i=" + i + ", j=" + j);}}// assert语句的使用int result = div(10, 0);System.out.println("Result: " + result);}public static int div(int a, int b) {assert b != 0 : "b cannot be zero";return a / b;}
}

在上面的代码中，我们使用了label语句来标记外层和内层的for循环语句，使用assert语句来验证参数b是否为0。如果参数不合法，则抛出AssertionError异常。运行上述代码，输出结果如下：

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: / by zeroat com.example.javase.se.controlProgram.LabelAndAssertDemo.div(LabelAndAssertDemo.java:29)at com.example.javase.se.controlProgram.LabelAndAssertDemo.main(LabelAndAssertDemo.java:23)

从上面的输出可以看出，在执行div方法时，因为b为0，导致assert语句抛出了AssertionError异常。这明确表示参数不合法，帮助开发者快速定位问题。

根据如上代码测试结果如下：

在这里插入图片描述
根据如上代码分析可得：
该代码展示了两个控制语句的使用，分别是标签语句和断言语句。

标签语句使用了两个嵌套循环，外层循环使用了标签outer，内层循环使用了标签inner。在内层循环中如果i等于j，就使用了break语句跳出了外层循环，即跳出了outer标签所在的循环。

断言语句使用了assert关键字，用来在运行时检查代码中的某些约束条件是否满足。在这个例子中，检查了b是否等于0，如果等于0就会抛出AssertionError异常，并且输出断言语句中定义的错误信息。

小结

本文介绍了Java编程中常用的两个关键字：label和assert。其中，label用于标记代码块，以便在跳转时快速定位到指定的代码块，提高代码的可读性和可维护性；assert用于验证代码中的某些假设是否正确，在不成立时抛出AssertionError异常，帮助开发者快速定位问题，提高代码的可靠性和安全性。本文还介绍了它们的语法格式、应用场景、优缺点以及相应的代码实现方式。在实际应用中，我们可以通过使用label和assert关键字来提高代码的可读性、可维护性、可靠性和安全性，从而减少代码bug的产生。

总结

总结：

本文主要介绍了Java中的label和assert关键字。

（一）label语句

label语句是一种标识符，用于标记代码块，可以快速跳转到指定的代码块，提高代码的可读性和可维护性。
label语句的语法格式为：label: statement，其中label为标识符，可以是任何标识符，但必须是唯一的；statement为需要标记的代码块，可以是任何语句。
使用label语句的应用场景包括：多重循环跳出。

（二）assert语句