Syklomatisk kompleksitet i programvaretesting (eksempel)

Hva er McCabes syklomatiske kompleksitet?

Syklomatisk kompleksitet i programvaretesting er en testmåling som brukes for å måle kompleksiteten til et program. Det er et kvantitativt mål på uavhengige stier i kildekoden til et program. Syklomatisk kompleksitet kan beregnes ved å bruke kontrollflytgrafer eller med hensyn til funksjoner, moduler, metoder eller klasser i et programvareprogram.

Uavhengig bane er definert som en bane som har minst én kant som ikke har blitt krysset før i noen andre baner.

Denne metrikken ble utviklet av Thomas J. McCabe i 1976, og den er basert på en kontrollflytrepresentasjon av programmet. Kontrollflyt viser et program som en graf som består av noder og kanter.

I grafen representerer noder behandlingsoppgaver mens kanter representerer kontrollflyt mellom nodene.

Flytgrafnotasjon for et program

Flow Graph-notasjon for et program definerer flere noder koblet gjennom kantene. Nedenfor er flytdiagrammer for utsagn som if-else, While, until og normal sekvens av flyt.

Hvordan beregne syklomatisk kompleksitet

Matematisk representasjon:

Matematisk sett er det satt av uavhengige baner gjennom grafdiagrammet. Kodekompleksiteten til programmet kan defineres ved hjelp av formelen -

V(G) = E - N + 2

Hvor,

E – Antall kanter

N – Antall noder

V (G) = P + 1

Hvor P = Antall predikatnoder (node ​​som inneholder betingelse)

Eksempel -

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;

Flytdiagram for dette programmet vil være

Beregning matematisk,

• V(G) = 9 – 7 + 2 = 4
• V(G) = 3 + 1 = 4 (Tilstandsnoder er 1,2 og 3 noder)
• Basissett – Et sett med mulig utførelsesbane for et 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

Egenskaper for syklomatisk kompleksitet

Følgende er egenskapene til syklomatisk kompleksitet:

1. V (G) er det maksimale antallet uavhengige baner i grafen
2. V (G) >=1
3. G vil ha én bane hvis V (G) = 1
4. Minimer kompleksiteten til 10

Hvordan er denne beregningen nyttig for programvaretesting?

Basis Path-testing er en White Box-teknikk, og den garanterer å utføre minst én setning under testing. Den sjekker hver lineært uavhengig bane gjennom programmet, som betyr antall testtilfeller, vil tilsvare den syklomatiske kompleksiteten til programmet.

Denne beregningen er nyttig på grunn av egenskapene til syklomatisk kompleksitet (M) -

1. M kan være antall testtilfeller for å oppnå grendekning (øvre grense)
2. M kan være antall baner gjennom grafene. (nedre grense)

Tenk på dette eksemplet -

If (Condition 1)
Statement 1

Else
Statement 2

If (Condition 2)
Statement 3

Else
Statement 4

Syklomatisk kompleksitet for dette programmet vil være 8-7+2=3.

Siden kompleksiteten har beregnet som 3, er tre testtilfeller nødvendige for å fullføre banedekningen for eksemplet ovenfor.

Fremgangsmåte som skal følges:

Følgende trinn bør følges for beregning av syklomatisk kompleksitet og design av testtilfeller.

Trinn 1 – Konstruksjon av graf med noder og kanter fra koden

Trinn 2 – Identifisering av uavhengige veier

Trinn 3 – Beregning av syklomatisk kompleksitet

Trinn 4 – Design av testcaser

Når det grunnleggende settet er dannet, TESTKASSER skal skrives for å utføre alle banene.

Mer om V (G)

Syklomatisk kompleksitet kan beregnes manuelt hvis programmet er lite. Automatiserte verktøy må brukes hvis programmet er veldig komplekst da dette innebærer flere flytgrafer. Basert på kompleksitetstall kan teamet konkludere om handlingene som må tas for å måle.

Følgende tabell gir en oversikt over kompleksitetstallet og den tilsvarende betydningen av v (G):

kompleksitetsnummer	Betydning
1-10	Strukturert og velskrevet kode Høy testbarhet Kostnad og innsats er mindre
10-20	Kompleks kode Middels testbarhet Kostnad og innsats er middels
20-40	Veldig kompleks kode Lav testbarhet Kostnader og innsats er høye
> 40	Ikke testbar i det hele tatt Svært høye kostnader og innsats

Verktøy for beregning av syklomatisk kompleksitet:

Mange verktøy er tilgjengelige for å bestemme kompleksiteten til applikasjonen. Noen kompleksitetsberegningsverktøy brukes for spesifikke teknologier. Kompleksiteten kan bli funnet ved antall beslutningspunkter i et program. Beslutningspunktene er if, for, for-each, while, do, catch, saksuttalelser i en kildekode.

Eksempler på verktøy er

• OCLint – Statisk kodeanalysator for C og relaterte språk
• Reflector Add In – Kodeberegninger for .NET-sammenstillinger
• Gmetrikk – Finn beregninger i Java relaterte applikasjoner

Bruk av syklomatisk kompleksitet:

Syklomatisk kompleksitet kan vise seg å være svært nyttig i

• Hjelper utviklere og testere med å bestemme uavhengige banekjøringer
• Utviklere kan forsikre at alle banene har blitt testet minst én gang
• Hjelper oss å fokusere mer på de avdekkede stiene
• Forbedre kodedekningen i Engineering programvare
• Vurder risikoen forbundet med applikasjonen eller programmet
• Bruk av disse beregningene tidlig i syklusen reduserer mer risiko for programmet

Konklusjon

Cyclomatic Complexity er programvaremetrikk som er nyttig for strukturert eller Hvit Box Testing. Det brukes hovedsakelig til å evaluere kompleksiteten til et program. Hvis beslutningspunktene er flere, er kompleksiteten til programmet mer. Hvis programmet har høy kompleksitet, er sannsynligheten for feil høy med økt tid for vedlikehold og feilsøking.