圈复杂度是一种用于衡量程序控制流复杂度的软件度量。它可以帮助团队确定覆盖程序源代码的所有路径所需的最小测试用例数量。通过使用此指标，团队可以确保彻底的测试，提高代码质量，并使代码库更易于维护和管理。

　　一、什么是圈复杂度?

　　圈复杂度是一种软件质量度量，通过计算代码中独立路径的数量来量化程序的复杂度。较高的分数表示更多的执行路径和复杂性，而较低的分数表示较低的复杂性、较少的路径和简单的代码。

　　复杂性较高的程序更容易出错，并且难以测试和维护。另一方面，复杂度较低的程序非常容易理解、测试和修改。

　　基本上，圈复杂度有助于确定代码的哪些区域需要更多测试或重新设计，以使代码更易于管理。该指标通过计算不同路径来帮助衡量代码的复杂程度。

　　二、计算圈复杂度的公式

　　计算复杂度的方法很简单，因为它涉及对代码结构和流程的评估，因为它依赖于程序的控制流程图 (CFG)，该图显示了代码在执行过程中可以采用的所有可能路径。计算考虑代码中的不同决策点，包括循环、条件和分支语句。

　　圈复杂度公式

　　计算复杂度的主要公式是：

　　公式1：V(G) = E – N + 2P

　　这是公式细分：

　　V(G)：代码的圈复杂度。

　　E： CFG 中的边或控制路径的数量

　　N：代码中决策点的数量，例如 if 语句、循环或 switch case。

　　P：连接组件的数量，对于单个程序通常为 1。

　　关键定义

　　控制路径 (E)：这些是 CFG 中节点之间的转换。

　　决策点 (N)：这些是代码中做出决策的部分，例如 if 语句、循环或 case 条件。

　　连接组件 (P)：这表示单个代码块(值 1)。如果代码被分成多个函数或类，这个数字可能会增加。

　　计算圈复杂度的步骤：

　　识别代码中的所有决策点，例如 if 语句、循环或 switch case。计算您找到的决策点总数。计数加 1 来计算复杂度。

　　您得到的最终数字就是复杂度。如果您得到的数字较高，则表示复杂性更高并且有更多路径。

　　圈复杂度的附加公式

　　还有其他用于计算复杂性的公式。

　　下面提到其中一些：

　　公式2：V(G) = P + 1

　　这里，P 是决策点的总数(如 if 语句或循环)。每个决策点在控制流中创建两个分支。

　　公式3：V(G) = R + 1

　　这里，R是CFG中闭合区域的总数。这些区域表示流被循环或条件包围的区域。

　　圈复杂度示例

　　下面是一个简单代码的示例，您将使用所有三个公式来计算圈复杂度：

　　控制流图 (CFG)：

　　CFG是程序中所有可能的执行路径的可视化表示;这种方法由节点和边组成，帮助测试人员分析程序代码的流程并帮助计算圈复杂度。

　　为了更好地理解这一点，让我们看一下上一个示例的控制流图的可视化表示，其中决策三使用 if-else 语句。

　　CFG细分：

　　节点(N)： 5个节点代表代码中不同的决策点和动作：

　　起始节点、决策节点 IF A > B、操作节点 C = A + B(如果条件为真)、操作节点 C = A – B(如果条件为假)、结束节点(PRINT C 之后)

　　边 (E)： 6 条边代表节点之间的转换：

　　开始 → 决策(如果 A > B)、决策 → 行动(真实路径：C = A + B)、决策 → 行动(错误路径：C = A – B)、动作(真实路径)→结束节点、动作(假路径)→结束节点、开始→结束节点(跳到打印)

　　连接组件 (P)： 1 个连接组件(因为这是一种方法/代码块)。

　　闭合区域 (R)：条件节点 (IF A > B) 形成 1 个闭合区域。

　　应用公式：

　　在这里，您可以看到根据程序的控制流计算圈复杂度的不同方法。每个公式都提供了一种独特的方法，可以通过评估图中的节点、边和区域来帮助计算复杂性。

　　公式 1：V(G) = E – N + 2 * P，E(边)= 6，N(节点)= 5，P(连接的组件)= 1

　　计算：

　　V(G)=E−N+2*P=6−5+2*1=3V(G) = E – N + 2 * P = 6 – 5 + 2 * 1 = 3V(G)=E−N +2*P=6−5+2*1=3

　　公式2：V(G) = P + 1，P(条件节点)= 1

　　计算：

　　V(G)=P+1=1+1=3V(G)=P+1=1+1=3V(G)=P+1=1+1=3

　　公式3：V(G)=R+1，R(闭合区域)= 1

　　计算：

　　V(G)=R+1=1+1=3V(G)=R+1=1+1=3V(G)=R+1=1+1=3

　　给定代码的图表显示了 5 个节点和 6 个边。

　　因此，圈复杂度为：

　　V(G)=E−N+2P=6−5+2(1)=3V(G) = E – N + 2P = 6 – 5 + 2(1) = 3V(G)=E−N+2P =6−5+2(1)=3

　　因此，该代码的圈复杂度为 3。

　　希望您现在清楚地了解如何使用控制流图(CFG)计算圈复杂度。接下来，您将了解圈复杂度的应用场景及其在软件开发中的重要性。

　　三、环复杂度用在哪里?

　　圈复杂度在提高代码质量和指导更好的开发实践方面发挥着至关重要的作用。

　　它的使用方法如下：

　　1、提高代码质量：它有助于识别过于复杂或混乱的代码。简化此类代码使其更具可读性和可维护性，减少出错的机会并使未来的更改更安全。

　　2、查找容易出错的代码：它有助于识别这些部分，使开发人员能够确定测试和调试的优先级，最终减少软件中的错误数量。

　　3、检查可维护性和可读性：高复杂性通常表明代码难以理解和维护。通过衡量复杂性，开发人员可以通过重写令人困惑的逻辑或添加有用的注释来查明需要改进的部分。

　　4、指导代码重构：突出显示过于复杂的函数或方法。开发人员可以将它们分解为更简单的单元，从而改进代码的结构并减少未来出现错误的可能性。

　　5、估计测试工作量：它有助于估计覆盖所有可能路径所需的测试量。

　　6、评估风险：它有助于识别需要额外关注的风险区域，确保关键部分经过彻底测试，以最大限度地减少缺陷。

　　现在您已经熟悉了与圈复杂度、其公式及其用途相关的各种主题，让我们了解它与软件测试过程的关系。

　　四、如何测试圈复杂度?

　　在软件测试中，圈复杂度可以帮助测试人员决定需要多少测试用例来覆盖代码的所有可能路径，从而直接影响测试过程。更高的复杂性有助于测试人员关注可能存在更多错误的区域。

　　通过分析复杂性，测试人员可以更有效地进行计划，确保更好的测试覆盖率并降低未检测到错误的风险。它突出显示了复杂的代码部分，使测试人员能够确定优先级并提高软件质量，同时最大限度地减少用户出现错误的机会。

　　测试复杂性对于提高代码质量非常重要，因为它有助于识别更容易出错且需要彻底测试的代码区域。测试圈复杂度时，您可以测量并验证程序中所有可能的路径。这意味着检查代码可以采用的每条可能的路径。这可以确保您的代码可靠且质量良好。

　　让我们学习如何逐步测试复杂性：

　　1、计算循环复杂度：首先计算代码的复杂度。这会突出显示路径或决策点的总数，例如 if 语句、循环或 switch case。例如，如果复杂度值为 3，则您将需要至少 3 个测试用例来覆盖所有路径。

　　2、识别所有路径：将代码分解为所有可能的路径。每个决策点都会添加一条新路径，例如：

　　if-else 创建两条路径。

　　循环添加另一条路径。

　　3、创建测试用例：编写测试用例以覆盖每条路径。目标是以所有可能的方式运行您的代码，以确认每个部分都能正确运行。这有助于捕获代码逻辑中的错误。

　　4、使用工具运行测试：使用自动化测试工具来执行测试用例。执行测试后，您可以查看结果以检查是否有失败的测试或意外行为。失败的测试通常表明代码中存在特定问题。

　　5、重构复杂代码(如果需要)：如果您的代码太复杂，请简化它以使测试和维护更容易。

　　您可以通过以下方式执行此操作：将大函数拆分为更小的函数。去除不必要的条件。重构后，再次测试代码以确保它仍然按预期工作。

　　6、定期测试：定期计算和测试复杂性，以保持代码简单、易于维护且不易出错。

　　圈复杂度也是基础路径测试(一种白盒测试方法)的关键部分。这可确保测试所有独立路径，从而提供完整的代码覆盖率。通过使用此指标，测试人员可以维护可靠且可管理的代码。

　　结构良好的代码通常具有 1 到 10 之间的复杂度值。较高的值可能表明需要改进的领域。 OCLint、Reflector Add-In 和 GMetrics 等工具可以帮助自动化复杂性计算，特别是对于大型项目。

　　总而言之，测试复杂性可以帮助您了解代码的结构并提高其质量和可靠性。通过识别和修复过于复杂的区域，您可以创建更清晰的代码，更易于测试和管理，并且不太可能出现错误。这种方法可以使您的代码保持强大、易于使用并准备好根据需要进行扩展。

　　五、如何进行循环复杂度分析?

　　执行分析对于维护易于理解、更新和扩展的代码至关重要。高复杂性会使错误修复、功能添加和适应新要求变得更加困难。通过分析复杂性，您可以识别问题区域并提高代码的整体运行状况。

　　1、收集源代码：收集您想要分析的代码。这可以是单个函数、特定模块或整个应用程序，具体取决于您的目标。

　　2、使用静态代码分析工具：利用静态代码分析工具计算每个模块的圈复杂度。这些工具可以帮助您深入了解代码的复杂性。

　　3、识别高复杂性区域：检查代码中复杂性分数高的部分。这些领域通常更难理解、测试和维护。专注于关键模块或功能。

　　4、确定优先级和重构：确定首先重构哪些高复杂性区域。通过减少决策点、分解大型函数或删除不必要的条件来简化代码，使其更易于维护且更可靠。

　　5、更新测试并重新运行：重构后，更新测试用例以反映更改。运行测试以确保重构的代码按预期运行。

　　6、重新计算复杂性：重新评估复杂性以确认更改已降低复杂性。较低的复杂性分数表明代码现在更易于维护和测试。

　　7、定期分析您的代码：定期进行复杂性分析，以保持您的代码库干净且易于管理。这种主动方法有助于维护可靠、可测试和适应性强的代码。

　　结论

　　这种圈复杂度是改进代码的实用方法。它可以帮助您识别问题、创建更好的测试用例并编写更易于管理和扩展的软件。通过使用它，您可以确保覆盖所有代码路径，简化复杂的逻辑，并利用自动化工具有效地应对编码挑战。

　　它充当开发过程中的检查点。它评估代码中的每个决策点和分支的质量。使其成为编码和测试过程的常规部分有助于识别错误，并让您有信心交付性能良好且易于维护的软件。

　　从小步骤开始，应用前面讨论的方法，看看它们如何增强您的软件开发方法。

　　五、常见问题 (FAQ)

　　1、圈复杂度如何影响代码可读性?

　　它通过指出具有复杂决策结构的代码部分来影响代码的可读性。这些区域可能需要简化以使代码更容易理解。

　　2、圈复杂度会不会太低?

　　虽然低圈复杂度通常意味着代码简单干净，但它也可能表明代码没有足够的逻辑或功能来支持更复杂的系统，这可能会导致解决方案不完整。

　　3、圈复杂度适用于所有编程语言吗?

　　是的，圈复杂度可以应用于任何编程语言。但是，计算方法和工具可能因语言而异。

　　4、圈复杂度如何影响调试?

　　高圈复杂度会使调试变得更加困难，因为需要检查更多路径，这会增加遗漏错误的机会并使过程花费更长的时间。

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