什么是后置条件异常？

Question

我正在做一些关于IT技术的作业，其中有一个问题：

你如何处理前置条件异常？

你如何处理后置条件异常？

关于第一个问题，我认为前置条件是指函数运行所必需满足的条件。例如，如果参数不应为空，则可以抛出异常：

if (myArg == null)
    throw new ArgumentNullException("myArg");
//do work here

然而，我无法想象后置条件异常的用途，并且不明白为什么我们在这种情况下要抛出异常（例如，如果条件未满足，为什么要抛出异常而不是返回false）。

有人能提供一个例子吗？

- Brugsen

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C＃没有本地的前/后条件 - 但是，请参见代码合同：“代码合同提供了一种在您的代码中指定先决条件，后置条件和对象不变式的方法。先决条件是进入方法或属性时必须满足的要求。后置条件描述了方法或属性代码退出时的期望。对象不变量描述了处于良好状态的类的预期状态。” - user2864740

我已经编辑了你的标题。请参考“问题标题应该包含“标签”吗？”，在那里达成共识是“不应该”。 - John Saunders

http://msdn.microsoft.com/en-us/library/dd264808(v=vs.110).aspx - David Brabant

就“为什么”而言，我认为这主要是从像Eiffel这样的语言的视角中根深蒂固的：ET: Design by Contract (tm), Assertions and Exceptions（作者Bertrand Meyer撰写了几篇论文并教授该主题）。 - user2864740

我从未听说过“后置条件异常”这个术语。你是从哪里得到的？“后置条件”是业界常用的术语。 - Sriram Sakthivel

@SriramSakthivel 这是我面向对象编程课程作业的一部分。 - Brugsen

Answer 1

一个后置条件是关于代码状态的保证，例如方法或函数退出时返回值的正确性，或更广泛的状态，例如类实例或整个程序的状态的正确性。

我认为“后置条件异常”指的是抛出异常的操作（直接使用throw或使用守卫Assert），而不仅仅是软性返回失败的返回码或默认值，因为调用者可能不会检查这些值。

在前置条件、后置条件和不变量的检查中，硬性故障至关重要，因为软性返回需要由调用者检查（并可能被忽略），并掩盖了“代码正在以非设计状态运行”的真正问题。

以下示例希望用异常说明后置条件。在我简单的Square(x)设计中，只要输入数字的合同有效（即输入数字平方不会溢出），该函数应保证结果是正数。如果后置条件检查失败，这意味着我的设计/实现存在缺陷，可能会产生严重后果（例如未考虑的情况或依赖项失败，例如Math库本身）。

以下是一个带有异常的示例：

public static double Square(double number)
{
   // Pre condition
   if (Math.Abs(number) > Math.Sqrt(double.MaxValue))
       throw new InvalidArgumentException("Number too big - will overflow");

   var result = number * number;
   // Post condition
   if (result < 0)
       throw new Exception("Square(x) should always be positive!");
   return result;
}

根据评论，Code Contracts还允许通过Contract.Ensures指定后置条件。这样做的好处是，在方法顶部记录了前置和后置条件，并且避免了额外的本地变量，因为可以直接“检查”结果：

public static double Square(double number)
{
   Contract.Requires(Math.Abs(number) < Math.Sqrt(double.MaxValue), 
      "Oops number will result in overflow");
   Contract.Ensures(Contract.Result<double>() >= 0, 
      "Square should always be positive!");

   return number * number;
}

与基于异常的断言相比，代码契约具有的另一个优势是静态检查- 契约可以在编译后立即验证。

- StuartLC

Answer 2

另一个答案是正确的，评论中的所有信息都有助于回答您的问题。我感觉还可以添加一些内容，因此这是我的贡献。 我从未听说过它被称为“后置条件异常”，但是对于您的问题，“它们何时使用”，在单元测试中经常使用（请参见https://stackoverflow.com/tags/unit-testing/info或其他资源，例如维基百科上的操作方法）。在单元测试中，测试程序员调用她想要测试的函数，并且她也知道她希望从函数返回什么值（也就是来自其他知识来源的已知正确答案）。后置条件测试是：“期望值和从函数或方法返回的实际值是否一致？” 然后，如果它们不一致，则Assert方法会抛出异常。测试框架软件捕获异常，然后将给定的测试报告为失败，并继续运行其他测试而不停止于失败的测试。以下是一个玩具示例以说明。

[TestMethod]
public void Integers_7Add1_equals8()
{
   int expected = 8;
   int actual = MyClass.AddOne(7);
   Assert.AreEqual(expected, actual);
}

因此，在调用被测试的方法后，在Assert.AreEqual方法调用中引发异常，因此这是一个后置条件异常。

- philologon

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好的回答，这可能是我们在我的课堂上进行单元测试后使用异常的原因之一 - 我只是没有将Assert.AreEqual()视为后置条件异常，但当你考虑它时，基本上就是这样做的。谢谢。+1 - Brugsen