软件复杂性

软件复杂性的基本概念

软件复杂性度量的参数很多，主要有：

• 规模，即总共的指令数，或源程序行数。
• 难度，通常由程序中出现的操作数的数目所决定的量来表示。
• 结构，通常用于程序结构有关的度量来表示。
• 智能度，即算法的难易程度。

软件复杂性主要表现在程序的复杂性。程序的复杂性主要指模块内程序的复杂性。它直接关联到软件开发费用的多少、开发周期长短和软件内部潜伏错误的多少。同时它也是软件可理解性的另一种度量。

软件复杂性的度量方法

代码行度量法

度量程序的复杂性，最简单的方法就是统计程序的源代码行数。此方法的基本考虑是统计一个程序的源代码行数，并以代码行数作为程序复杂性的质量。

McCabe度量法

McCabe度量法是由Thomas McCabe提出的一种基于程序控制流的复杂性度量方法。McCabe复杂性度量又称环路度量。它认为程序的复杂性很大程度上取决于程序的复杂性。单一的顺序结构最为简单，循环和选择所构成的环路越多，程序就越复杂。

这种方法以图论为工具，先画出程序图，然后用该图的环路数作为程序复杂性的度量值。程序图是退化的程序流程图。也就是说，把程序流程图的每一个处理符号都退化成一个结点，原来连接不同处理符号的流线变成连接不同结点的有向弧，这样得到的有向图就叫做程序图。

McCabe度量法使用例题

程序图仅描述程序内部的控制流程，完全不表现对数据的具体操作分支和循环的具体条件。

例子

强连通的有向图G中，环的个数V(G)由以下公式给出：

V(G)=m-n+2p

其中（1）公式含义：

• V(G)是有向图G中环路数
• m是图G中弧数
• n是图G中结点数
• p是图G中强连通分量个数

强连通图的p=1；也就是说2P=2；

在程序图G中，从程序图G的入口点总能到达图中任何一个结点，因此，程序总是连通的，但不是强连通的。为了使图成为强连通图，从图的入口点到出口点加一条用虚线【不计入计算的边数】表示的有向边，使图成为强连通图。

V(G)=13-11+2=4

可算出McCabe环复杂度度量值为4。这里选择的4个线形无关环路,其他任何环路都是这4个环路的线形组合。

利用McCabe环复杂度度量值时，有几点说明。

• 环路复杂度取决于程序控制结构的复杂度。当程序的分支数目或循环数目时其复杂度也增加。环路复杂度与程序中覆盖的路径条数有关。
• 环路复杂度是可增加的。例如，模块A的复杂度为3，模块B的复杂度为4，则模块A与模块B的复杂度是7。
• McCabe建议，对于复杂度超过10的程序，应分成几个小程序，以减少程序中的错误。
• 这种度量的缺点是：
  1. 对于不同种类的控制流的复杂度不能区分
  2. 简单IF语句与循环语句的复杂性同等看待。
  3. 嵌套IF语句与简单CASE的复杂性是一样的。
  4. 模块间接口当成一个简单分支一样处理。
  5. 一个具有1000行的顺序程序与一行语句的复杂性相同。