Complexité cyclomatique dans les tests logiciels (exemple)

Quelle est la complexité cyclomatique de McCabe ?

Complexité cyclomatique dans les tests logiciels est une métrique de test utilisée pour mesurer la complexité d'un programme logiciel. Il s'agit d'une mesure quantitative des chemins indépendants dans le code source d'un logiciel. La complexité cyclomatique peut être calculée à l'aide de graphiques de flux de contrôle ou par rapport aux fonctions, modules, méthodes ou classes d'un programme logiciel.

Un chemin indépendant est défini comme un chemin comportant au moins un bord qui n’a jamais été traversé auparavant par d’autres chemins.

Cette métrique a été développée par Thomas J. McCabe en 1976 et est basée sur une représentation de flux de contrôle du programme. Le flux de contrôle représente un programme sous la forme d'un graphique composé de nœuds et de bords.

Dans le graphique, les nœuds représentent les tâches de traitement tandis que les bords représentent le flux de contrôle entre les nœuds.

Notation de graphique de flux pour un programme

La notation Flow Graph pour un programme définit plusieurs nœuds connectés via les arêtes. Vous trouverez ci-dessous des diagrammes de flux pour des instructions telles que if-else, While, jusqu'à et la séquence normale de flux.

Comment calculer la complexité cyclomatique

Représentation mathématique :

Mathématiquement, il s'agit d'un ensemble de chemins indépendants à travers le diagramme graphique. La complexité du code du programme peut être définie à l'aide de la formule -

V(G) = E - N + 2

Où,

E – Nombre d’arêtes

N – Nombre de nœuds

V (G) = P + 1

Où P = Nombre de nœuds de prédicat (nœud qui contient la condition)

Exemple -

i = 0;
n=4; //N-Number of nodes present in the graph

while (i<n-1) do
j = i + 1;

while (j<n) do

if A[i]<A[j] then
swap(A[i], A[j]);

end do;
j=j+1;

end do;

Le graphique de flux pour ce programme sera

Calculer mathématiquement,

• V(G) = 9 – 7 + 2 = 4
• V(G) = 3 + 1 = 4 (les nœuds de condition sont 1,2 et 3 nœuds)
• Ensemble de base – Un ensemble de chemins d'exécution possibles d'un programme
• 1, 7
• 1, 2, 6, 1, 7
• 1, 2, 3, 4, 5, 2, 6, 1, 7
• 1, 2, 3, 5, 2, 6, 1, 7

Propriétés de la complexité cyclomatique

Voici les propriétés de la complexité cyclomatique :

1. V (G) est le nombre maximum de chemins indépendants dans le graphique
2. V (G) >=1
3. G aura un chemin si V (G) = 1
4. Réduire la complexité à 10

En quoi cette métrique est-elle utile pour les tests de logiciels ?

Le test Basis Path est l'une des techniques de la boîte blanche et garantit l'exécution d'au moins une instruction pendant le test. Il vérifie chaque chemin linéairement indépendant à travers le programme, ce qui signifie le nombre de cas de tests, sera équivalent à la complexité cyclomatique du programme.

Cette métrique est utile en raison des propriétés de complexité cyclomatique (M) –

1. M peut être le nombre de cas de test pour atteindre la couverture des branches (limite supérieure)
2. M peut être le nombre de chemins à travers les graphiques. (Borne inférieure)

Considérez cet exemple -

If (Condition 1)
Statement 1

Else
Statement 2

If (Condition 2)
Statement 3

Else
Statement 4

La complexité cyclomatique pour ce programme sera de 8-7+2=3.

Comme la complexité est calculée à 3, trois cas de test sont nécessaires pour couvrir complètement le chemin pour l'exemple ci-dessus.

Étapes à suivre:

Les étapes suivantes doivent être suivies pour le calcul de la complexité cyclomatique et la conception des cas de test.

Étape 1 – Construction de graphe avec nœuds et arêtes à partir du code

Étape 2 – Identification de chemins indépendants

Étape 3 – Calcul de complexité cyclomatique

Étape 4 – Conception de cas de tests

Une fois l’ensemble de base constitué, CAS DE TEST doit être écrit pour exécuter tous les chemins.

En savoir plus sur V (G)

La complexité cyclomatique peut être calculée manuellement si le programme est petit. Des outils automatisés doivent être utilisés si le programme est très complexe, car cela implique davantage de graphiques de flux. Sur la base du nombre de complexité, l'équipe peut conclure sur les actions qui doivent être prises pour mesurer.

Le tableau suivant donne un aperçu du numéro de complexité et de la signification correspondante de v (G) :

Numéro de complexité	Sens
1-10	Code structuré et bien écrit Testabilité élevée Le coût et l'effort sont moindres
10-20	Code complexe Testabilité moyenne Le coût et les efforts sont moyens
20-40	Code très complexe Faible testabilité Le coût et les efforts sont élevés
> 40	Pas du tout testable Coût et effort très élevés

Outils de calcul de complexité cyclomatique :

De nombreux outils sont disponibles pour déterminer la complexité de l'application. Certains outils de calcul de complexité sont utilisés pour des technologies spécifiques. La complexité peut être détectée par le nombre de points de décision dans un programme. Les points de décision sont les instructions if, for, for-each, while, do, catch, case dans un code source.

Des exemples d'outils sont

• OCLint – Analyseur de code statique pour C et langages associés
• Reflector Add In – Métriques de code pour les assemblys .NET
• Gmétriques – Trouver des métriques dans Java applications associées

Utilisations de la complexité cyclomatique :

La complexité cyclomatique peut s'avérer très utile dans

• Aide les développeurs et les testeurs à déterminer des exécutions de chemin indépendantes
• Les développeurs peuvent garantir que tous les chemins ont été testés au moins une fois
• Nous aide à nous concentrer davantage sur les chemins découverts
• Améliorer la couverture du code dans Génie logiciel
• Évaluer le risque associé à l’application ou au programme
• L'utilisation de ces mesures au début du cycle réduit davantage les risques du programme

Conclusion

La complexité cyclomatique est une métrique logicielle utile pour les Blanc Box Contrôle de qualité. Il est principalement utilisé pour évaluer la complexité d’un programme. Si les points de décision sont plus nombreux, alors la complexité du programme est plus grande. Si le programme a un numéro de complexité élevé, la probabilité d'erreur est élevée avec un temps de maintenance et de dépannage accru.