从圈复杂度谈谈代码质量
作者:网络转载 发布时间:[ 2014/2/19 11:03:50 ] 推荐标签:代码质量 软件开发 质量管理
在软件行业里,几乎所有的开发人员都在谈代码质量,而每个人对代码质量都有一套自己的看法。甚至术语代码味道(code smell) 也已进入大众词汇表,成为描述代码需要改进的一种方式。
代码味道是由我们开发人员根据自己的一些工作经验积累来判断的,有人觉得代码注释可以体现代码结构和质量,还有些人又认为代码注释是用来解释过于复杂代码的一种说明机制。显然,Javadocs™ 很有用,但是多少内嵌注释才足以维护代码?如果代码已经编写得足够好,它还需要自己解释吗?从这些我们可以看出代码味道是一种主观评估的机制,在很多情况下面,尽管一些看其来糟透了的代码可能是他人曾经编写好的代码。在我们工作中,是否有很多这样的声音,”是的,初看起来有点乱,但是它的扩展性不错”。
因此,我们需要客观评估代码质量的方法,某种可以决定性地告诉我们正在查看的代码是否存在风险的东西。不管您是否相信,这种东西确实存在!用来客观评估代码质量的机制已经出现了一段时间了,只是大多数开发人员忽略了它们。这些机制被称为代码度量 (code metric)。
目前一些公司如华为、普元等都在代码质量方面有比较严格的要求,采用CMMI5的规范来评估代码质量。他们根据单元测试覆盖率作为代码质量的一种保证手段。单元测试覆盖的种类有下面几种:语句覆盖、分支覆盖、条件覆盖、路径覆盖。在单元测试中前三种覆盖率都非常容易达到,但会存在一定的缺陷。在这篇文章中,我不详细解说前三种覆盖率的计算方法了,重点谈一下路径覆盖率的问题。
圈复杂度,它可以精确地测量路径复杂度。通过利用某一方法路由不同的路径,这一基于整数的度量可适当地描述方法复杂度。实际上,过去几年的各种研究已经确定:圈复杂度大于 10 的方法存在很大的出错风险。因为圈复杂度通过某一方法来表示路径,这是用来确定某一方法到达 的覆盖率将需要多少测试用例的一个好方法。公式圈复杂度V(G)=P+1 ,P是代码中判定结点的数量,下面我们看一个简单的类。
package com.alisoft.kplan.atest;
public class PathTest {
public String testA(boolean p1){
String a = null;
if(p1){
a = “”+ p1+ “”;
}
return a.trim();
}
}
在我们平时开发过程中,通常这样写一个测试用例,语句覆盖率达到
package com.alisoft.kplan.atest;
import junit.framework.Assert;
import org.junit.Test;
public
class PathTestTest {
@Test
public void testTestA() {
PathTest pt = new PathTest();
Assert.assertEquals(pt.testA(true), “true”);
}
}
这个测试用例虽然语句覆盖率达到但是我们会发现,其中有一个潜在的空指针错误没有被发现。问题来了,那么我们在编写测试用例的时候,怎么来写一个的测试用例呢,答案很简单,是根据圈复杂度来计算你的类方法复杂度,圈复杂度值越大,说明你的方法越复杂,存在的缺陷会越多。通过计算公式V(G)=P+1 testA方法的圈复杂度为2,那么我们只要编写两个测试用例可以可以完成testA()方法的基本路径覆盖。我们在看一下这个测试用例
public class PathTestTest {
@Test
public void testTestA() {
PathTest pt = new PathTest();
Assert.assertEquals(pt.testA(true), “true”);
}
@Test
public void testTestAfalse() {
PathTest pt = new PathTest();
Assert.assertEquals(pt.testA(true), “false”);
}
}
通过这个测试用例,我们可以很容易的发现方法中的那个空指针错误。从这个例子来看,这个方法非常简单,因为它的圈复杂度只有2 ,像我们有些系统中某些方法的圈复杂度值高达150左右,那么你还能这么容易的发现你的程序缺陷吗?按理论值来算的话,你需要编写150个测试用例才能完成每个基本分支的测试。为什么要TDD模式开发?为什么要求大家都写单元测试?为什么评估软件质量要用覆盖率来评估?归根结底一句话:降低代码复杂度才能保证软件质量。
推荐大家使用圈复杂度计算的工具JavaNCSS,可以生成html报告。PMD等工具都可以评估代码复杂度。
在持续集成环境中,随时间变化评估方法的复杂度是很有必要的。如果某一方法的圈复杂度值在不断增长,那么您有两个响应选择:
1、确保相关测试用例的路径覆盖率是否覆盖到方法中所有的路径。
2、重构方法,降低长期维护风险。
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