2015年11月4日水曜日

サイクロマティック複雑度

循環的複雑度（Cyclomatic complexity）
≒対象関数に分岐がどれだけあるかの度合い
≒C1（分岐網羅）の経路数

if文やfor文のような分岐のないソースコードの場合、複雑度は１。

コードに１つのif文が含まれていれば、コードには2つの分岐がある事になる。
一方はif文での条件が真となる場合の経路で、
もう一方はそれが偽となる場合の経路。複雑度は2。

では、以下のメソッドの複雑度は？

void TestFunc(bool condition1, bool condition2)
{
    if ((condition1 == true) && (condition2 == true))
    {
        std::cout << "Hoge" << std::endl;
    }
}




SourceMonitorの結果を見ると、複雑度は「３」。
？？という事はC1(分岐網羅)ではなく、C2（条件網羅）？

/* ------------------ Source Monitor のHelpより抜粋 -------------------- */
The complexity metric is counted approximately as defined by Steve McConnell in his book Code Complete, Microsoft Press, 1993, p.395. The complexity metric measures the number of execution paths through a function or method. Each function or method has a complexity of one plus one for each branch statement such as if, else, for, foreach, or while. Arithmetic if statements (MyBoolean ? ValueIfTrue : ValueIfFalse) each add one count to the complexity total. A complexity count is added for each '&&' and '||' in the logic within if, for, while or similar logic statements.
Switch statements add complexity counts for each exit from a case (due to a break, goto, return, throw, continue, or similar statement), and one count is added for a default case even if one is not present. (Note: when a project's Modified Complexity option is selected, switch statements add a count of one to the complexity and the internal case statements do not contribute to the complexity metric.) Each catch or except statement in a try block (but not the try or finally statements) each add one count to the complexity as well.
/* ------------------------------------------------------------------ */

つまり、if文内の'&&'や'||'もカウントしているため、単に≒C1という訳ではない。

ユニットテストのTC数が十分か否かを確認するために、上記指標を用いる場合は、求められているカバレッジ（C0,C1,C2）とツールが叩き出す値の意味を考慮した上で利用する必要がある。


ちなみに循環的複雑度はグラフ理論における"Cyclomatic number"を応用したもの。

制御フローをグラフで表現した場合、
　複雑度 = エッジ（枝）の数 - ノード（節点）の数 + 2
  ⇒グラフによって区切られた空間の数（分割領域数）に等しくなる。

　ノード　：　文、式、または制御合流点
　　　　　　　（ステートメントの数）
　エッジ　：　ノード間の遷移を表す有向辺
　　　　　　　（分岐が一つもなければ「ノードの数-1」となる）

以下の関数だと、ノードの数は７で、これらを結ぶエッジの数は８（※）。
よって、複雑度は８－７＋２＝３となる。


void TestFunc(bool condition1, bool condition2)
{
    int a = 1; //. ノード１
    if (condition1 == true) //. ノード２
    {
        int a = 1; //. ノード３
    }
    int a = 1; //. ノード４
    while (condition2 == true) //. ノード５
    {
        int a=1; //. ノード６
    }
    int a = 1; //. ノード７
}

（※）"⇒"の数がエッジ数
（condition1==true && condition2==true）　・・・　まずは全てのノードを通るパス
　ノード１⇒ノード２⇒ノード３⇒ノード４⇒ノード５⇒ノード６⇒ノード７
（condition1==false）
　ノード２⇒ノード４
（condition2==false）
　ノード５⇒ノード７


[参考資料]

・ソフトウェア工学III - プロダクトデータの解析II

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