【C++】static_assert でコンパイル時にアサーションを行う方法

2025年9月12日

はじめに

プログラミングでは、テンプレートや定数式など、プログラムの実行前（コンパイル時）に満たされているべき特定の前提条件があります。例えば、「テンプレート引数は必ず正の数でなければならない」「sizeof(int)は4バイトでなければならない」といった制約です。

C++11で導入された static_assert は、このようなコンパイル時の条件を検証するための宣言です。もし条件が満たされなければ、static_assert はコンパイルを意図的に失敗させ、開発者に分かりやすいエラーメッセージを表示します。

これにより、実行時ではなく、開発の早い段階で不正な使い方を検出し、バグを未然に防ぐことができます。

【前提】C++11とは？

C++11は、2011年に正式化されたC++言語のメジャーアップデート版です。static_assert はこのC++11で導入されたため、利用するにはC++11以降に対応したコンパイラが必要です。

`static_assert` を使ったサンプルコード

このコードは、固定サイズのバッファを持つクラステンプレート FixedBuffer を定義します。その中で static_assert を使い、テンプレート引数として渡されるバッファサイズが、0より大きいことをコンパイル時に強制します。

完成コード

#include <iostream>

// 固定サイズのバッファを持つクラステンプレート
template <int BufferSize>
struct FixedBuffer {
    // 1. コンパイル時のアサーション
    //    BufferSizeは必ず0より大きいことを要求する
    static_assert(BufferSize > 0, "Buffer size must be greater than zero.");
    
    char data[BufferSize];
};

int main() {
    // OK: BufferSize > 0 なので、コンパイルが通る
    FixedBuffer<256> buffer_ok;
    std::cout << "FixedBuffer<256> のインスタンス化に成功しました。" << std::endl;

    // NG: BufferSize が 0 なので、static_assertが失敗し、コンパイルエラーになる
    // FixedBuffer<0> buffer_ng; 
    
    return 0;
}

コードの解説

`static_assert(BufferSize > 0, "Buffer size must be greater than zero.");`

これが、コンパイル時アサーションの核心部分です。

static_assert(コンパイル時条件式, "エラーメッセージ");

第1引数 コンパイル時条件式: コンパイル時に true または false に評価できる定数式を記述します。
- テンプレート引数 BufferSize はコンパイル時に確定しているため、BufferSize > 0 は有効なコンパイル時条件式です。
第2引数 "エラーメッセージ": もし条件式が false だった場合に、コンパイラが表示するエラーメッセージの文字列リテラルです。

動作

FixedBuffer<256> buffer_ok;: テンプレート引数 BufferSize に 256 が渡されます。static_assert(256 > 0, ...) は true と評価されるため、何も起こらず、コンパイルが続行されます。
FixedBuffer<0> buffer_ng;: この行のコメントを外してコンパイルしようとすると、BufferSize に 0 が渡されます。static_assert(0 > 0, ...) は false と評価されるため、コンパイルが失敗し、コンパイラのエラーメッセージと共に、指定した "Buffer size must be greater than zero." というメッセージが表示されます。