圈复杂度计算实例

个人学习笔记, 网上摘抄.

计算公式1:V(G)=e-n+2p。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,

p图的连接组件数目(图的组件数是相连节点的最大集合)。因为控制流图都是连通的,所以p为1.

 

计算公式2:

V(G)=区域数=判定节点数+1。

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。

 

对于多分支的CASE结构或IF-ELSEIF-ELSE结构,

统计判定节点的个数时需要特别注意一点,要求必须统计全部实际的判定节点数,也即每个ELSEIF语句,

以及每个CASE语句,都应该算为一个判定节点。

 

计算公式3:V(G)=R。其中R代表平面被控制流图划分成的区域数。

针对程序的控制流图计算圈复杂度V(G)时,最好还是采用第一个公式,也即V(G)=e-n+2;

而针对模块的控制流图时,可以直接统计判定节点数,

这样更为简单;针对复杂的控制流图是,使用区域计算公式V(G)=R更为简单。

 

圈复杂度(Cyclomatic Complexity)是一种代码复杂度的衡量标准。

它可以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,

也可理解为覆盖所有的可能情况最少使用的测试用例数。

圈复杂度大说明程序代码的判断逻辑复杂,可能质量低且难于测试和维护。

程序的可能错误和高的圈复杂度有着很大关系。

各判断语句的控制流图

 

在计算圈复杂度时,可以通过程序控制流图方便的计算出来。

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)。

 

//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);

    }

 

 

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。

 

圈复杂度主要与分支语句(if、else、,switch 等)的个数成正相关。

可以在图1中看到常用到的几种语句的控制流图(表示程序执行流程的有向图)。

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。

 

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  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;

    }

 

 

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。

posted @ 2018-11-29 09:32  multitude  阅读(12751)  评论(0编辑  收藏  举报