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cyclomatic complexity

时间:2015-06-14 00:20:49      阅读:274      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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tag: complexity, sourcemonitor, cyclomatic, refactor, 
所谓圈复杂度是一种代码复杂度的衡量标准,中文名称叫做圈复杂度。在软件测试的概念里,圈复杂度“用来衡量一个模块判定结构的复杂程度,数量上表现为独立现行路径条数,即合理的预防错误所需测试的最少路径条数,圈复杂度大说明程序代码可能质量低且难于测试和维护,根据经验,程序的可能错误和高的圈复杂度有着很大关系”。它的计算方法很简单,计算公式为:V(G)=e-n+2。其中,e表示控制流图中边的数量,n表示控制流图中节点的数量。其实,圈复杂度的计算还有更直观的方法,因为圈复杂度所反映的是“判定条件”的数量,所以圈复杂度实际上就是等于判定节点的数量再加上1,也即控制流图的区域数,对应的计算公式为:V(G)=区域数=判定节点数+1。
http://blog.csdn.net/rangqiwei/article/details/38400277
 

下面这个实例中,单元测试的覆盖率可以达到100%,但是很容易发现这其中已经漏掉了一个NPE的测试用例。case1方法的圈复杂度为2,因此至少需要2个用例才能完全覆盖到其所有的可能情况。

//程序原代码,圈复杂度为 2
public String case1(int num) {
    String string = null;
    if (num == 1) {
        string = "String";
    }
    return string.substring(0);
}

//上面代码的单元测试代码
public void testCase1(){
    String test1 = case1(1);
}
 
圈复杂度主要与分支语句(if、else、,switch 等)的个数成正相关。当一段代码中含有较多的分支语句,其逻辑复杂程度就会增加。

圈复杂度的计算方法,可以参考这篇文章:http://blog.csdn.net/lg707415323/article/details/7790660

可以直接降低圈复杂度的几种重构技术
 
1.Composing Methods(重新组织你的函数)
<1>Extract Method(提炼函数)
<2>Substitute Algorithm(替换你的算法)
 
2.Simplifying Conditional Expressions(简化条件表达式)
<1>Decompose Conditional(分解表达式)
<2>Consolidate Conditional Expression(合并表达式)
<3>Consolidate Duplicate Conditional Fragments (合并重复的条件)
<4>Remove Control Flag(移除控制标记)
 
3.Making Method Calls Simpler(简化函数调用)
<1>Separate Query from Modifier(将查询函数和修改函数分离)
<2>PARAMETERIZE Method(令函数携带参数)
<3>Replace Parameter with Explicit Methods(以明确函数取代参数)
 
针对面向对象编程:
Replace Conditional with Polymorphism (以多态取代条件式)
通常使用的计算公式是V(G) = e – n + 2 , e 代表在控制流图中的边的数量(对应代码中顺序结构的部分),n 代表在控制流图中的节点数量,包括起点和终点(1、所有终点只计算一次,即便有多个return或者throw;2、节点对应代码中的分支语句)。
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知道了如何计算圈复杂度,我们来使用控制流图重新计算一次case1方法的圈复杂度,其控制流图如下图。状态1表示if(num == 1 )的条件判断,状态2表示string=”String”的赋值操作。可以通过下面的控制流图得到 e = 3 ; n = 3;那么全复杂度V(G) = 3 - 3 + 2 = 2,既case1的圈复杂度为2。
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在看一个计算全复杂度的例子。程序代码如下:

 public String case2(int index, String string) {

       String returnString = null;

       if (index < 0) {

           throw new IndexOutOfBoundsException("exception <0 ");

       }

       if (index == 1) {

           if (string.length() < 2) {

              return string;

           }

           returnString = "returnString1";

       } else if (index == 2) {

           if (string.length() < 5) {

              return string;

           }

           returnString = "returnString2";

       } else {

           throw new IndexOutOfBoundsException("exception >2 ");

       }

       return returnString;

    }

程序控制流图:

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根据公式 V(G) = e – n + 2 = 12 – 8 + 2 = 6 。case2的圈复杂段为6。说明一下为什么n = 8,虽然图上的真正节点有12个,但是其中有5个节点为throw、return,这样的节点为end节点,只能记做一个。

在开发中常用的检测圈复杂度的工具,PMD,checkstyle都可以检测到高复杂度的代码块。在代码的开发中,配合各种圈复杂度的检测插件,将高复杂度的代码进行适当的拆分、优化,可以大大提高代码整体的质量,减少潜在bug存在。

 

非常非常简单的说它就是统计一个函数有多少个分支(if, while, for,等等),没有的话复杂度为一,每增加一个分支复杂度加一。让很多人不解的是,无论这些分支是并列还是嵌套,统统都是加一。


从一个非常非常简单的角度来理解,一个函数的圈复杂度就相当于至少需要多少个测试用例才能对这个函数做到全路径覆盖。

 

cyclomatic complexity

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原文地址:http://www.cnblogs.com/abapscript/p/4574353.html

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