Zyklomatische Komplexität 101: Vor- und Nachteile sowie bewährte Verfahren

Einführung

Eine hohe zyklomatische Komplexität kann ein Zeichen eines technische Schulden das kann Ihren Entwicklungsprozess verlangsamen und zu Fehlern und Ausfällen führen. In diesem Artikel zeigen wir Ihnen, wie Sie die zyklomatische Komplexität effektiv messen, analysieren und reduzieren können.

Was ist zyklomatische Komplexität?

Zyklomatische Komplexität ist eine Softwarequalitätsmetrik, die misst die Komplexität eines Programms. Es hilft uns zu verstehen wie schwer der Code zu testen und zu warten ist.

Um es zu berechnen, zählen wir die Anzahl der unabhängigen Pfade durch den Code. Jeder Entscheidungspunkt im Code erhöht die zyklomatische Komplexität um eins. Eine hohe zyklomatische Komplexität kann bedeuten, dass der Code eine komplexe Logik hat oder nicht modular genug ist.

Indem Sie die zyklomatische Komplexität unter Kontrolle halten, können Sie die Wartbarkeit und Zuverlässigkeit Ihrer Software verbessern. Es kann jedoch auch einige Risiken mit sich bringen, wie Benutzererfahrung ignorieren, zu viel entwickeln und ein falsches Sicherheitsgefühl haben - Dazu später mehr.

Vorteile der Messung und Reduzierung der zyklomatischen Komplexität

<span class="colorbox1" fs-test-element="box1"><p>Hinweis: Das alleinige Messen, ohne Maßnahmen zu ergreifen, bringt Ihnen keinen dieser Vorteile.</p></span>

Verbesserte Codequalität

Die Messung der zyklomatischen Komplexität hilft Ihnen dabei identifizieren Sie übermäßig komplexe Logik oder unzureichende Modularität in Ihrem Code. Indem Sie diese Probleme beheben, können Sie die Gesamtqualität unseres Codes verbessern.

Bessere Wartbarkeit

Geringere zyklomatische Komplexität macht es möglich einfacher, den Code zu lesen und zu verstehen, was wiederum die Wartung und Aktualisierung erleichtert. Indem Sie die zyklomatische Komplexität regelmäßig messen, können Sie stellen Sie sicher, dass Ihr Code einfach zu pflegen und zu aktualisieren bleibt.

Reduzierte Defekte

Eine hohe zyklomatische Komplexität kann zu mehr Fehlern im Code führen. Indem Sie es regelmäßig messen, können Sie potenzielle Probleme frühzeitig erkennen und verhindern sie davor, zu Defekten zu werden.

Verbessertes Testen

Die Messung der zyklomatischen Komplexität hilft Ihnen Identifizieren Sie die Anzahl der unabhängigen Pfade durch den Code. Das wiederum hilft uns schreibe effektivere Tests die alle möglichen Pfade durch den Code abdecken.

Verbesserte Produktivität

Durch die Messung der zyklomatischen Komplexität können wir Bereiche unseres Codes identifizieren, die verbessert werden müssen. Dies kann uns helfen, unsere Anstrengungen zu konzentrieren und unsere Produktivität zu steigern.

Hohe zyklomatische Komplexität — Konsequenzen

Code ist schwer zu verstehen

Code mit hoher zyklomatischer Komplexität ist komplexer und schwerer zu verstehen, was erschweren die Identifizierung und Behebung von Defekten. Entwickler verstehen möglicherweise nicht alle möglichen Pfade durch den Code, oder sie übersehen bestimmte Bedingungen oder Grenzfälle, die zu Fehlern führen könnten.

Code ist schwer zu testen

Code mit hoher zyklomatischer Komplexität kann auch schwieriger zu testen sein, da mehr Pfade, die getestet werden müssen, und mehr Bedingungen das muss abgedeckt werden. Das kann dazu führen Lücken in der Testabdeckung, bei denen bestimmte Bedingungen oder Pfade nicht getestet werden, was das Risiko von Defekten erhöhen kann.

Möglicherweise gibt es andere versteckte Probleme

Eine hohe zyklomatische Komplexität kann ein Indikator für andere Probleme sein, wie übermäßige Verschachtelung oder zu komplexe Bedingungslogik, was auch zu einem höheren Defektrisiko beitragen kann. Code mit diesen Problemen kann fehleranfälliger und schwieriger zu verstehen sein, was zu Defekten und Bugs führen kann.

<span class="colorbox1" fs-test-element="box1"><p>Lesen Sie auch: Die Priorisierung technischer Schulden kann schwierig sein. Erfahren Sie, wie ein Entwicklungsteam mit technischen Schulden umgegangen ist, indem es Verbesserungsmöglichkeiten identifiziert hat, die das Geschäft unterstützen und nicht nur den Code bereinigen.</p></span>

Wie berechnet man die zyklomatische Komplexität?

Es gibt Tools, die die zyklomatische Komplexität für Sie berechnen können, z. B. Sonar Qube oder IDE-Plugins für Code-Metriken.

Willst du es so oder so selbst berechnen?

Um die zyklomatische Komplexität zu berechnen, müssen Sie Identifizieren Sie die verschiedenen Pfade, die durch einen Codeblock zurückgelegt werden können.

Sie können dies tun, indem Sie ein Kontrollflussdiagramm erstellen, das die verschiedenen Pfade darstellt, die durch den Code zurückgelegt werden können. Anschließend zählen Sie die Anzahl der Regionen im Diagramm, um die zyklomatische Komplexität zu bestimmen.

Eine Region ist definiert als ein Gebiet, das von Entscheidungspunkten begrenzt wird, wobei ein Entscheidungspunkt eine Aussage ist, die zu mehreren Pfaden führen kann. Beispielsweise kann eine „Wenn“ -Aussage oder eine „Switch“ -Aussage ein Entscheidungspunkt sein.

‍

Schauen wir uns ein Beispiel an. Betrachten Sie den folgenden Code:

‍

wenn (a > b) {

Tu etwas ();

} sonst {

Mach etwas anderes ();

}

‍

Wir können einen Control Flow Graph wie folgt erstellen:

+-----+

| a>b |

+-----+

|

v

+-----------+

| Tu etwas |

+-----------+

‍

|

v

‍

+---------------+

| Mach etwas anderes |

+---------------+

‍

Das Diagramm hat zwei Bereiche, einen für jeden Zweig der „if“ -Anweisung. Daher ist die zyklomatische Komplexität dieses Codes 2.

Wie kann die zyklomatische Komplexität reduziert werden?

Refaktorieren Sie lange Methoden

Lange Methoden mit mehreren verschachtelten Schleifen und bedingten Anweisungen sind schwieriger zu lesen und zu verstehen. Unterteilen Sie lange Methoden in kleinere, fokussiertere Methoden, die einfacher zu verstehen und zu pflegen sind.

Refaktorieren Sie den Code

Refaktorieren Sie den Code, um ihn zu vereinfachen und die Anzahl der Entscheidungspunkte zu reduzieren. Sie können zum Beispiel Extrahieren Sie komplexe Logik in separate Methoden oder Funktionen, wodurch die Anzahl der Entscheidungspunkte reduziert und der Code leichter zu lesen und zu verstehen ist.

<span class="colorbox1" fs-test-element="box1"><p>Lesen Sie auch: Die 10 häufigsten Beispiele für technische Schulden, jeweils mit Erklärungen, Tipps zur Erkennung und Anleitung zur Vermeidung und Lösung dieses Problems, falls es bereits besteht</p></span>.

Verwenden Sie bedingte Anweisungen statt verschachtelter Schleifen

Anstatt Schleifen zu verschachteln, verwenden Sie bedingte Anweisungen, um den Programmablauf zu steuern. Sie können zum Beispiel benutze ein if-Anweisung, aus einer Schleife auszubrechen wenn eine Bedingung erfüllt ist, anstatt eine verschachtelte Schleife zu verwenden.

Reduzieren Sie die Anzahl der Parameter

Wenn eine Methode oder Funktion zu viele Parameter hat, kann dies die zyklomatische Komplexität erhöhen. Reduzieren Sie die Anzahl der Parameter um Gruppieren verwandter Variablen in Objekte oder Strukturen.

Beseitigen Sie toten Code

Toter Code, wie unbenutzte Variablen oder nicht erreichbare Anweisungen, kann die zyklomatische Komplexität erhöhen. Sie können toten Code eliminieren, um ihn zu vereinfachen und die zyklomatische Komplexität zu reduzieren.

Schreiben Sie einfacheren Code

Schreiben Sie einfacheren Code, indem Sie unnötige Komplexität vermeiden und ihn so einfach wie möglich halten. Zum Beispiel Verwenden Sie beschreibende Variablennamen und vermeiden Sie komplexe Ausdrücke.

Risiken im Zusammenhang mit der Messung der zyklomatischen Komplexität

Vernachlässigung der Codequalität

Wenn Sie sich ausschließlich auf die zyklomatische Komplexität konzentrieren, können andere wichtige Faktoren im Zusammenhang mit der Codequalität vernachlässigt werden, wie z. Konsistenz, Klarheit und Lesbarkeit. Infolgedessen kann es schwierig werden, den Code zu verwalten und zu aktualisieren, auch wenn seine zyklomatische Komplexität gering ist.

Überingenieurwesen

EIN Eine hohe zyklomatische Komplexität muss nicht unbedingt bedeuten, dass ein Problem mit dem Code vorliegt. Wenn Sie sich ausschließlich auf die zyklomatische Komplexität konzentrieren, könnten Sie am Ende den Code überentwickeln, um die Komplexität zu reduzieren, was zu Zeit- und Arbeitsverschwendung führen kann.

Benutzererfahrung ignorieren

Die zyklomatische Komplexität misst nicht die Benutzererfahrung der Software. Wenn Sie sich ausschließlich auf die Reduzierung der zyklomatischen Komplexität konzentrieren, können Sie Probleme mit der Benutzerfreundlichkeit übersehen das kann sich negativ auf die Benutzererfahrung auswirken.

Falsches Sicherheitsgefühl

EIN Eine geringe zyklomatische Komplexität bedeutet nicht unbedingt, dass der Code einfach zu pflegen und zu aktualisieren ist. Wenn Sie Ihre Entscheidungen ausschließlich auf Ergebnisse der zyklomatischen Komplexität stützen, haben Sie möglicherweise ein falsches Sicherheitsgefühl und übersehen potenzielle Probleme, die bei Wartungen und Updates auftreten können.

Eingeschränkte Anwendbarkeit

Die zyklomatische Komplexität ist möglicherweise nicht auf bestimmte Codetypen anwendbar, z. B. Algorithmen für maschinelles Lernen oder eingebettete Systeme. Hüten Sie sich davor, andere Metriken und Faktoren zu übersehen, die für diese Art von Systemen relevanter sind.

Fehlinterpretation

Messung der zyklomatischen Komplexität erfordert Kenntnisse in Softwaretechnik und Metriken. Wenn die Ergebnisse nicht richtig verstanden werden, können sie falsch interpretiert werden, was zu falschen Schlussfolgerungen führt.

Falsch positive Ergebnisse

Eine hohe zyklomatische Komplexität kann auf potenzielle Probleme mit der Codequalität hinweisen, bedeutet aber nicht unbedingt, dass ein Problem vorliegt. Es ist wichtig Berücksichtigen Sie andere Faktoren, z. B. den Kontext, in dem der Code verwendet wird, bevor Sie Maßnahmen ergreifen.

Alternativen zur zyklomatischen Komplexität

Es gibt mehrere Alternativen zur zyklomatischen Komplexität, die zur Bewertung der Codekomplexität und zur Identifizierung potenzieller Probleme verwendet werden können:

Halstead-Metriken

Diese Metrik basiert auf der Anzahl der eindeutigen Operatoren und Operanden in einem Codeabschnitt und kann verwendet werden, um schätzen Sie die Schwierigkeit ein, den Code zu verstehen und zu pflegen. Halstead Metrics bietet einen umfassenderen Überblick über die Codekomplexität als die zyklomatische Komplexität, da sowohl der Kontrollfluss als auch das Vokabular des Codes berücksichtigt werden.

Wartbarkeitsindex

Der Wartbarkeitsindex berücksichtigt verschiedene Faktoren wie zyklomatische Komplexität, Codeduplizierung und Codegröße, um ein Gesamtmaß an Codewartbarkeit zu gewährleisten. Es kann eine nützliche Alternative zur zyklomatischen Komplexität sein, wenn Sie nach einem ganzheitlicheren Maß für die Komplexität und Wartbarkeit von Code suchen.

Codezeilen

Diese Metrik misst einfach die Anzahl der Codezeilen in einer Software. Sie ist zwar nicht so ausgefeilt wie andere Metriken, kann aber ein nützlicher Indikator für die Komplexität und Wartbarkeit von Code sein. Im Allgemeinen gilt: Je mehr Codezeilen es gibt, desto komplexer und schwieriger ist es, den Code zu verwalten.

Welches soll man wählen

• Wählen Sie Halstead Metrics, wenn Sie nach einem suchen umfassendere Ansicht der Codekomplexität, insbesondere wenn es sich um Code handelt, der viel sich wiederholenden oder ähnlichen Code enthält.
• Wählen Sie den Wartbarkeitsindex, wenn Sie nach einem suchen ganzheitlicheres Maß für Codekomplexität und Wartbarkeit. Dies kann besonders nützlich sein, wenn Sie mit großen Codebasen arbeiten oder wenn Sie versuchen, Bereiche des Codes zu identifizieren, die möglicherweise überarbeitet werden müssen.
• Wählen Sie Codezeilen, wenn Umgang mit relativ einfachem Code oder wenn Sie nach einer schnellen und einfachen Methode suchen, die Codekomplexität abzuschätzen. Es kann auch nützlich sein, wenn Sie die Komplexität verschiedener Codebasen oder Projekte vergleichen.

Im Allgemeinen bietet eine Kombination von Metriken wahrscheinlich den genauesten und umfassendsten Überblick über die Komplexität und Wartbarkeit von Code.

Zusammenfassung

Wenn Teams den Zusammenhang zwischen zyklomatischer Komplexität und Softwarequalität verstehen, können sie fundiertere Entscheidungen über ihre Codebasis treffen und die Wartbarkeit und Skalierbarkeit ihrer Anwendungen verbessern.

Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der Auswahl der richtigen Kennzahlen, die auf Ihre Produktziele zugeschnitten sind. Finden Sie Ihr perfektes Set, indem Sie sich in diesem Handbuch mit anderen Kennzahlen zur Softwarequalität vertraut machen.