软件度量-圈复杂度

发表于 2020-06-27 更新于 2024-11-21 本文字数： 2.8k 阅读时长 ≈ 5 分钟

本文介绍关于软件度量-圈复杂度，包括使用场景、实现细节等，以提高关于软件度量-圈复杂度的效率。

最近在做ESLint规则配置，重新注意了下complexity规则，之前对该规则不够重视，理解有盲区，于是系统学习,这里mark下。

概念

循环复杂度 Cyclomatic complexity也称为条件复杂度或圈复杂度，是一种软件度量，是由老托马斯·J·麦凯布在1976年提出，用来表示程序的复杂度

圈复杂度计算

公式

M = E − N + 2P
其中

E 为图中边的个数
N 为图中节点的个数
P 为连接组件的个数[程序的个数，对于单一的程序，P恒为1]，如下图是1

如图，E = 9, N = 8, P = 1，因此其循环复杂度为 9 - 8 + (2*1) = 3

以上是标准的公式，但是简单的办法实际上是判定节点数量再加一

节点判定

个人喜欢这样直接算，较为简单

判定节点

if语句
conditional语句,比如?:
for语句
while语句
try语句
switch/case语句

注意

从1开始，一直往下通过程序
遇到以下关键字，或者其它同类的词，就加1：if，while，repeat，for，and，or
if-else-if,switch-case语句中的每一种情况都加1

圈复杂度参考值

这里贴下圈值与风险值对比表格。可以看出20是个已经在维护性边缘，当然10最佳。

01 to 10 – Minimal Risk, Easy to maintain
11 to 20 – Moderate Risk, Harder to maintain
21 to 50 – High Risk,Candidates for refactoring/redesign
Over 50 – Very High Risk

注意

eslint中默认值是20，checkstype中默认值是10
圈复杂度小不一定意味着代码好，但是太大，代码一定不好，不具备维护性，这点需要明确

检测手段

开发中为了确保代码风格的统一，我们往往通过eslint,checkStyle等工具检测代码，对于不满足的规范报错提示。当前这些检测工具都支持了圈复杂度

eslint-rules

1
2
3

{
    'complexity': ['error', { 'max': 20 }]
}

checkStyle


<?xml version="1.0"?>
<!DOCTYPE module PUBLIC "-//Checkstyle//DTD Checkstyle Configuration 1.3//EN" "https://checkstyle.org/dtds/configuration_1_3.dtd">
<module name = "Checker">
<property name="charset" value="UTF-8"/>
<module name="TreeWalker">
<module name="CyclomaticComplexity">
<property name="max" value="10"/>
</module>
</module>
</module>

重构手法

面对圈值过高的函数，我们要做的是重构来解决，具体如何处理呢。

提炼函数，做到函数职责单一，降低单个函数的复杂度，圈值自然降低
switch,if else使用的多时，可以考虑多态，考虑map映射来解决多分支问题
简化逻辑判断，不断的逻辑合并收拢，有时会发现重复。

ESLint中圈复杂度统计源码分析

这里通过ESLint中相关rule了解下实现原理

eslint/lib.rules/complexity.js,地址戳这里


/**
  * Increase the switch complexity in context
  * @param {ASTNode} node node to evaluate
  * @returns {void}
  * @private
  */
 function increaseSwitchComplexity(node) {

     // Avoiding `default`
     if (node.test) {
         increaseComplexity();
     }
 }

 return {
     FunctionDeclaration: startFunction,
     FunctionExpression: startFunction,
     ArrowFunctionExpression: startFunction,
     "FunctionDeclaration:exit": endFunction,
     "FunctionExpression:exit": endFunction,
     "ArrowFunctionExpression:exit": endFunction,

     CatchClause: increaseComplexity,
     ConditionalExpression: increaseComplexity,
     LogicalExpression: increaseComplexity,
     ForStatement: increaseComplexity,
     ForInStatement: increaseComplexity,
     ForOfStatement: increaseComplexity,
     IfStatement: increaseComplexity,
     SwitchCase: increaseSwitchComplexity,
     WhileStatement: increaseComplexity,
     DoWhileStatement: increaseComplexity
 };

计算办法就是，根据AST树，找到这些判定节点，进行对应的复杂度计算即可。如上，switch/case中default不算。

写在最后

记得以前看书，印象深的一句话，代码易读性是为了人，面对运行代码的机器，怎么写理论上都行，但问题是人要读和看，那么易读性，可维护性就显得尤为重要。so，重视圈复杂度，这是个很好的指标来督促我们写出易读的代码
圈复杂度的意义是在缺陷成为缺陷之前捕获它们。

概念