圈复杂度Cyclomatic complexity
一、什么是圈復雜度
????????圈復雜度(Cyclomatic complexity,簡寫 CC)也稱為條件復雜度,是模塊結構復雜度的度量,數量上表現為獨立路徑的條數,即合理的預防錯誤所需測試的最少路徑條數。
????????成立于1976年的McCabe&Associates公司開發出了McCabe Cyclomatic Complexity Metric(圈復雜度)技術。Metric以軟件復雜度測量的數目為基礎,能幫助工程師識別難于測試和維護的模塊,圈復雜度已經成為評估軟件質量的一個重要標準。人們可以用圈復雜度對軟件的復雜度和質量進行衡量,來安排工程進度,在成本、進度和性能之間尋求平衡。
????????研究表明,程序的Cyclomatic復雜性與其可維護性和可測試性之間存在相關性,這意味著對于更高復雜性的文件,在修復、增強或重構源代碼時出錯的概率更高。但是要注意,McCabe度量數大的程序,不見得結構化就不好。例如,Case語句是良結構的,但可能有很大的McCabe度量數(依賴于語句中的分支數),這可能是由于問題和解決方案所固有的復雜性所決定的。使用者應當自己決定如何使用McCabe度量所提供的信息。
二、如何計算圈復雜度
圈復雜度Cyclomatic complexity =(1 + ifs + loop + case),其中
ifs? ? ?- number of if, else if,else statements in the current function
loop? - number of for, while, and do-while statements in the current function
case - the number of switch branches in the function (without default)
要注意的是,人工計算cc時要包含宏展開之后的代碼中的if、case等語句。
void FDL_AnalyEraseCmd(void) {U08 bNode, PtStat;bNode = gtFdlDrvSubmQ.tCmdClassLink.tLinkArg[FDL_CMD_CLASS_ERASE].bHead;while (bNode != INVALID_U8) //有效節點,則說明有有效命令需要處理{if (FALSE == gtFdlDrvSubmQ.bCfg2FcFlg[bNode]){YS_ASSERT((FDL_DRV_SEG_HEAD_TAIL == gtFdlDrvSubmQ.sDrvCmd[bNode].bSegFlg), "FDL_AnalyEraseCmd-->err1");YS_ASSERT((FDL_DRV_CMD_ERASE == gtFdlDrvSubmQ.sDrvCmd[bNode].bCmd), "FDL_AnalyEraseCmd-->err2");PtStat = Thread_FDL_EraseCmd(&PT_PrcsErsCmd[0], bNode); if (PT_ENDED != PtStat) {break;}}bNode = gtFdlDrvSubmQ.tCmdClassLink.bLinkNext[bNode];} }上述代碼的圈復雜度為 1+2+1+0=4。
拓展概念:
Extended cyclomatic complexity:在圈復雜度的計數基礎上加上邏輯布爾運算符。每當Klocwork在條件語句中找到邏輯布爾運算符(&&或|)時,EXTCYCLOMATIC就會增加1。
Plain cyclomatic complexity:類似于圈復雜度,但是在預處理器擴展之前計算,從宏定義生成的任何條件語句都不會生成PLAINCYCLOMATIC度量。
Plain extended cyclomatic complexity :類似于擴展圈復雜度,但在預處理器擴展之前計算,從宏定義生成的任何條件語句都不會生成此度量。
三、圈復雜度閾值
| Cyclomatic Complexity | Risk Evaluation |
| 1-10 | 一個沒有太大風險的簡單模塊 |
| 11-20 | 具有中等風險的更復雜模塊 |
| 21-50 | 高風險的復雜模塊 |
| 51 and greater | 風險極高的不穩定項目 |
四、如何降低圈復雜度
????????分兩個方向降低圈復雜度,一是拆分函數,二是盡量減少if、else、while、case等這些流程控制語句。
4.1 拆分函數
????????圈復雜度的計算范圍是在一個function內的,將業務代碼拆分成一個一個的職責單一的小函數,如此除了能夠降低圈復雜度,也能提高代碼的可讀性和可維護性。
4.2 減少流程控制
1. 減少不必要條件、循環分支,盡量少用 if …else … ,采用三元表達式替換 if else;
if (DMAINFO_ABNORMAL(wDmaSts)) {bRetryType = RD_ERR_DATA_ERROR; /*軟解Fail*/ } else {bRetryType = RD_ERR_SOFT_PASS; /*軟解Pass*/ }//修改后: bRetryType = (DMAINFO_ABNORMAL(wDmaSts)) ? RD_ERR_DATA_ERROR : RD_ERR_SOFT_PASS;2. 合并條件表達式,比如使用 a || b || c;
3. 去掉沒有必要的else
if (false) { return; } else { c = a; }//修改后: if (false) { return; } c = a;4. 同一條件多處出現,重構函數
if (b) {if (a){Func1();} } else {if (a){Func2();} } if (a) {Func3(); }//修改后: if (a) {if (b){Func1();}else{Func2();}Func3(); }5. 未完待續;
注:以上圈復雜度計算與復雜度分級均基于klocwork平臺的metric。
總結
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