软考高级：McCabe 度量法概念和例题

作者：明明如月学长， CSDN 博客专家，大厂高级 Java 工程师，《性能优化方法论》作者、《解锁大厂思维：剖析《阿里巴巴Java开发手册》》、《再学经典：《Effective Java》独家解析》专栏作者。

一、AI 解读

McCabe 度量法，也被称为循环复杂度（Cyclomatic Complexity），是由 Thomas J. McCabe, Sr. 在 1976 年提出的一种软件程序复杂度的量度方法。循环复杂度是一种量化代码复杂度的方式，主要用于衡量一个程序单元（如函数、方法、模块等）的复杂度。它通过测量程序中线性独立路径的数量来实现，这个数量由程序的控制流图中的边、节点和连通分量决定。

循环复杂度的计算方式

循环复杂度（V(G)）可以通过以下公式计算： [ V(G) = E - N + 2P ]

• (E) 表示程序控制流图中边的数量；
• (N) 表示程序控制流图中节点的数量；
• (P) 表示程序控制流图中连通分量的数量（对于大多数程序，(P = 1)）。

为什么使用 McCabe 度量法

1. 预测维护难度：复杂度越高，程序理解和维护的难度也越大。
2. 辅助测试：循环复杂度的数值可以用来指导测试过程，确保测试覆盖所有可能的路径。
3. 改进代码质量：通过减少循环复杂度，可以促使开发者重构代码，提高代码的可读性和可维护性。

示例

假设有一个包含三个 if 语句的函数（没有嵌套），控制流图将有四个节点（包括起点和终点）和五条边。如果这个函数是单独一个模块，那么(P = 1)，所以循环复杂度为 (V(G) = 5 - 4 + 2*1 = 3)。

例题

二、AI 出题

1. McCabe 循环复杂度的主要用途是什么？ A. 预测程序的执行时间 B. 衡量程序的性能 C. 预测程序的维护难度 D. 计算程序的物理行数
2. 循环复杂度 V(G) = E - N + 2P 中的 P 代表什么？ A. 程序中的过程数量 B. 程序控制流图中的节点数量 C. 程序控制流图中的连通分量数量 D. 程序控制流图中的边的数量
3. 如何通过循环复杂度来指导测试？ A. 确保每个函数至少被执行一次 B. 确保测试覆盖所有可能的路径 C. 测试所有的全局变量 D. 仅测试最复杂的功能
4. 如果一个函数的循环复杂度非常高，我们应该怎么做？ A. 增加更多的测试用例 B. 忽略，因为复杂度不影响性能 C. 重构函数，减少复杂度 D. 增加函数的注释量
5. 循环复杂度对于代码重构的意义是什么？ A. 指导代码的优化方向 B. 减少代码的物理行数 C. 提高程序的运行速度 D. 增加代码的复用率
6. 在控制流图中，一个循环结构通常会如何影响循环复杂度？ A. 不会影响复杂度 B. 降低复杂度 C. 增加复杂度 D. 复杂度取决于循环的类型

答案及讲解

1. C. 预测程序的维护难度。循环复杂度直接关联到代码的理解和维护难度，而不是执行时间或性能。
2. C. 程序控制流图中的连通分量数量。P 代表的是连通分量的数量，这在大多数情况下等于 1。
3. B. 确保测试覆盖所有可能的路径。循环复杂度的数值可以帮助确保测试能够覆盖到代码中的每一个独立路径。
4. C. 重构函数，减少复杂度。当函数的循环复杂度过高时，应该通过重构来降低其复杂度，以提高代码的可读性和可维护性。
5. A. 指导代码的优化方向。通过减少循环复杂度，可以指导开发者对代码进行优化，使其更容易理解和维护。
6. C. 增加复杂度。循环结构会增加程序的路径数量，从而增加循环复杂度。