软件度量之圈复杂度

软件度量之圈复杂度

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”。

控制流图是McCabe复杂度计算的基础，McCabe度量标准是将软件的流程图转化为有向图，然后以图论的知识和计算方法来衡量软件的质量。 McCabe复杂度包括圈复杂度（Cyclomatic complexity）、基本复杂度、模块涉及复杂度、设计复杂度和集成复杂度等。控制流程图分析是一个静态的分析过程，它提供静态的度量标准技术，一般主要运用在白盒测试的方法中。

控制流图的一个重要性质是它的可规约性（reducibility）。如果程序中不存在从循环外跳到循环内的goto语句，那么这个程序对应的控制流图是可规约的（reducible），反之这个控制流图就是不可规约的（irreducible）。因此，模块符合结构化程序设计的准则是控制流图可规约的基础。

程序环路复杂性也即为McCabe复杂性度量，它一般常用圈复杂度来描述，记录为V（G）。它用来衡量一个程序模块所包含的判定结构的复杂程度，数量上表现为独立路径的条数，即合理地预防错误所需测试的最少路径条数，圈复杂度大的程序，说明其代码可能质量低且难于测试和维护。经验表明，程序的可能存在的 Bug数和圈复杂度有着很大的相关性

圈复杂度的计算方法很简单，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。

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。判定节点在模块的控制流图中很容易被识别出来，所以，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。