Complexitatea ciclomatică în testarea software-ului (exemplu)

Ce este complexitatea ciclomatică a lui McCabe?

Complexitatea ciclomatică în testarea software-ului este o metrică de testare utilizată pentru măsurarea complexității unui program software. Este o măsură cantitativă a căilor independente în codul sursă al unui program software. Complexitatea ciclomatică poate fi calculată utilizând grafice de flux de control sau cu privire la funcții, module, metode sau clase dintr-un program software.

Calea independentă este definită ca o cale care are cel puțin o margine care nu a fost parcursă înainte în alte căi.

Această măsurătoare a fost dezvoltată de Thomas J. McCabe în 1976 și se bazează pe o reprezentare a fluxului de control a programului. Fluxul de control descrie un program ca un grafic care constă din Noduri și Muchii.

În grafic, nodurile reprezintă sarcini de procesare, în timp ce marginile reprezintă fluxul de control între noduri.

Notarea graficului de flux pentru un program

Notația Flow Graph pentru un program definește mai multe noduri conectate prin margini. Mai jos sunt diagrame de flux pentru instrucțiuni precum if-else, While, until și secvența normală a fluxului.

Cum se calculează complexitatea ciclomatică

Reprezentare matematică:

Din punct de vedere matematic, este un set de căi independente prin diagrama grafică. Complexitatea codului programului poate fi definită folosind formula -

V(G) = E - N + 2

Unde,

E – Numărul de muchii

N – Numărul de noduri

V (G) = P + 1

Unde P = Numărul de noduri predicate (nodul care conține condiția)

Exemplu -

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;

Graficul de flux pentru acest program va fi

Calculul matematic,

V(G) = 9 – 7 + 2 = 4
V(G) = 3 + 1 = 4 (Condiția nodurilor sunt 1,2 și 3 noduri)
Set de bază – Un set de posibile căi de execuție a unui program
1, 7
1, 2, 6, 1, 7
1, 2, 3, 4, 5, 2, 6, 1, 7
1, 2, 3, 5, 2, 6, 1, 7

Proprietăți ale complexității ciclomatice

Următoarele sunt proprietățile complexității ciclomatice:

V (G) este numărul maxim de căi independente din grafic
V (G) >=1
G va avea o cale dacă V (G) = 1
Minimizați complexitatea la 10

Cum este utilă această măsură pentru testarea software-ului?

Testarea căii de bază este una dintre tehnicile cutiei albe și garantează executarea a cel puțin o declarație în timpul testării. Verifică fiecare cale liniar independentă prin program, care înseamnă numărul de cazuri de testare, va fi echivalent cu complexitatea ciclomatică a programului.

Această măsurătoare este utilă datorită proprietăților complexității ciclomatice (M) -

M poate fi numărul de cazuri de testare pentru a obține acoperirea sucursalei (limită superioară)
M poate fi numărul de căi prin grafice. (Limita inferioară)

Luați în considerare acest exemplu -

If (Condition 1)
Statement 1

Else
Statement 2

If (Condition 2)
Statement 3

Else
Statement 4

Complexitatea ciclomatică pentru acest program va fi 8-7+2=3.

Deoarece complexitatea a calculat ca 3, sunt necesare trei cazuri de testare pentru acoperirea completă a căii pentru exemplul de mai sus.

Pași de urmat:

Următorii pași ar trebui urmați pentru calcularea complexității ciclomatice și proiectarea cazurilor de testare.

Etapa 1 – Construcția graficului cu noduri și muchii din cod

Etapa 2 – Identificarea traseelor independente

Etapa 3 – Calculul complexității ciclomatice

Etapa 4 – Proiectarea cazurilor de testare

Odată ce setul de bază este format, CAZURI DE TESTARE ar trebui să fie scris pentru a executa toate căile.

Mai multe despre V (G)

Complexitatea ciclomatică poate fi calculată manual dacă programul este mic. Instrumentele automate trebuie utilizate dacă programul este foarte complex, deoarece acesta implică mai multe grafice de flux. Pe baza numărului de complexitate, echipa poate concluziona asupra acțiunilor care trebuie luate pentru măsură.

Următorul tabel oferă o privire de ansamblu asupra numărului de complexitate și semnificația corespunzătoare a lui v (G):

Număr de complexitate	Sens
1-10	Cod structurat și bine scris Testabilitate ridicată Costul și efortul sunt mai mici
10-20	Cod complex Testabilitate medie Costul și efortul sunt medii
20-40	Cod foarte complex Testabilitate scăzută Costul și Efortul sunt mari
> 40	Deloc testabil Cost și efort foarte ridicat

Instrumente pentru calculul complexității ciclomatice:

Sunt disponibile multe instrumente pentru a determina complexitatea aplicației. Unele instrumente de calcul al complexității sunt utilizate pentru anumite tehnologii. Complexitatea poate fi găsită după numărul de puncte de decizie dintr-un program. Punctele de decizie sunt declarațiile if, for, for-each, while, do, catch, case într-un cod sursă.

Exemple de instrumente sunt

OCLint – Analizor de cod static pentru C și limbi înrudite
Reflector Add In – Măsuri de cod pentru ansambluri .NET
GMetrics – Găsiți valori în Java aplicații aferente

Utilizări ale complexității ciclomatice:

Complexitatea ciclomatică se poate dovedi a fi de mare ajutor

Ajută dezvoltatorii și testerii să determine execuții independente ale căilor
Dezvoltatorii se pot asigura că toate căile au fost testate cel puțin o dată
Ne ajută să ne concentrăm mai mult pe căile descoperite
Îmbunătățiți acoperirea codului în Inginerie Software
Evaluați riscul asociat aplicației sau programului
Utilizarea acestor valori la începutul ciclului reduce mai mult riscul programului

Concluzie

Cyclomatic Complexity este metrica software utilă pentru structurat sau Alb Box Testarea. Este folosit în principal pentru a evalua complexitatea unui program. Dacă punctele de decizie sunt mai multe, atunci complexitatea programului este mai mare. Dacă programul are un număr mare de complexitate, atunci probabilitatea de eroare este mare, cu timp crescut pentru întreținere și depanare.