Ответ.

Static assert — это механизм компилятора для генерации ошибок на этапе компиляции, если выражение (условие) не выполняется. Функционал был добавлен начиная с C++11 для облегчения программирования шаблонов и повышения качества кода.

История вопроса.

До появления static_assert программисты использовали финты вроде структуры с отрицательным размером массива (типа char arr[condition?1:-1];), что было менее читаемо и менее удобно для диагностики ошибок. Так возникла потребность в явной декларации ошибок времени компиляции с осмысленным сообщением.

Проблема.

В шаблонном программировании часто возникает необходимость ранней диагностики (например, запрет на создание объекта с неподходящим типом или параметром). Без статической проверки такие ошибки появлялись только на стадии компиляции конечного кода (иногда внезапной и плохо объяснённой ошибкой).

Решение.

Ключевое слово static_assert принимает булево выражение и строку сообщения. Если выражение ложно — компиляция завершится ошибкой с выводом сообщения.

Пример кода:

static_assert(sizeof(int) >= 4, "int must be at least 4 bytes");

template<typename T>
void foo(const T& obj) {
    static_assert(std::is_copy_constructible<T>::value, "T must be copy-constructible");
}

Ключевые особенности:

Контроль инвариантов на этапе компиляции.
Читабельность и понятность ошибок.
Supported в шаблонах, struct/class и глобально.

Вопросы с подвохом.

Можно ли использовать static_assert без второго аргумента?

Да, начиная с C++17 второй аргумент является необязательным:

static_assert(sizeof(double) == 8); // сообщение будет по умолчанию

Выполняются ли static_assert выражения, если условие зависит от шаблонных параметров, но шаблон не инстанцируется?

Нет, static_assert срабатывает только если доходит до точки инстанциации, что позволяет применять проверки только для используемых шаблонов.

Можно ли использовать выражения времени выполнения (run-time) внутри static_assert?

Нет, выражение должно быть вычисляемым на этапе компиляции (constexpr). Если выражение не является constexpr — ошибка компиляции.

Типовые ошибки и анти-паттерны

Использование не-constexpr выражений внутри static_assert.
Некорректное или слишком общее сообщение об ошибке.
Слепое копирование проверок проблемы шаблона без учёта контекста использования.

Пример из жизни

Негативный кейс

В коде использовали static_assert с выражением, вычисляемым только в рантайме (например, размер файла с чтением ввода), что вызвало непонятную ошибку компиляции во всей системе.

Плюсы:

Немедленное обнаружение ошибки до запуска программы.

Минусы:

Плохая диагностика и долгий поиск причины среди множества статических_assert-ов.

Позитивный кейс

Требуется гарантировать, что шаблон Matrix может создаваться только с Plain Old Data (POD) типами, исключая сложные структуры.

template<typename T>
class Matrix {
    static_assert(std::is_pod<T>::value, "Matrix can be instantiated only for POD types");
    // ...
};