维普资讯 http://www.cqvip.com ０ 啦 ， 软件结构 刘富样 －Ｌ 一 ．一０ 巾 ．的 复杂性度量 在软件开发中，软件度量的根本目的是 为了管理的需要，利用度量来改进软件过 程。人们是无法管理不能度量的事物。没有 对软件过程的可见度就无法管理；而没有对 见到的事物有适当的度量或适当的准则去 判断、评估和决策，也无法进行优秀的管 理。软件工程的方主要在提供可见度方 面下工夫。但仅仅是方的提高并不能使 其成为工程学科。这就需要使用度量。度量 是一种可用于决策的可比较的对象。嫂量已 知的事物是为了进行跟踪和评估。对于未知 的事物，度髓则用于预测。 本文讨论软件度量的两种方法。软件度 量的成果是非常初步的，还需要大量工作才 可能真正地做到实用化，实用化将对软件的 高质量和高速发展有不可估量的影响。没有 度量，技术的发展根本无法进行。度量的定 义是指在现实的世界中，把数字或符号指定 给实体的某一属性，以便以这种方式来根据 已明确的规则来描述它们。 除了传统的对计算机硬件的性能进行 度量外，对算法的复杂性的度量一直是计算 机科学的重要组成部分。很多高层次的质量 属性，如产品的外部属性等很难进行度量。 因此我们通常被迫考虑对产品的内部属性 进行度量。Ｈａｌｓｔｅａｄ的度量就是这样的，它 定义在源代码级上。也有相当多的度量被定 义在源代码或设计的图形模型上。度量的是 特定的内部属性和控制流结构、信息流和不 同路径的数目。 Ｈａｌｓｌｅａｄ的软件科学提出程序的复杂度 Ｖ（程序工作量） Ｈ：ｎＩ ＸＩｏｇｎ，＋ｎ２ ＸＩｏｇｍ 不同情况目标可以是完全不刚；做法也 就会完全不一样。如粜目标不清馇，那么找 套关系等都未考虑．，因此，对一些艇杂情形 不能处理。 们说你并没有的度量作好准备 需笺西’先清 缺陷：如不同语言间相同运算符的关系及嵌 其中ｎ－表示程序中的不同运算符数；ｎ２ 表示程序中的不同运算对象数。 Ｎ＝Ｎｉ＋Ｎ２ 其中Ｎ－表示程序中的运算符总数；Ｎ： 表示程序中的运算对象总数。 ｎ＝ｎＩ＋ｎ２ Ｖ＝Ｎ ｘＩｏｇ（ｎＩ＋ｎ２） Ｈａｌｓｔｅ￣ｄ利用ｖ进一步估计编程语言 的抽象级别Ｌ、程序员工作量Ｅ和程序潜在 错误数Ｂ： ’Ｌ＝Ｖｍｉｎ／Ｖ或Ｌ＝（２／ｎＩ）ｘ（ｎ２／Ｎ２） Ｅ：Ｖ／Ｌ 或 Ｅ＝Ｈ ｘＩｏｇ（ｍ＋１１＇２）Ｘ 《（ｎＩ Ｘ１＇１２）／（２ ｘＩＩ２）ｊ Ｂ＝（Ｎｌ＋Ｎ２）ｘ］ｏｇ（ｎｌ＋ｍ）／３０００ Ｈａｌｓｌｅａｄ的重要意义在于：度量能根据 词汇表来进行，即在程序编码没有完成前， 就可以进行度量。特别是在许多场合，Ｈａｌ— ｓｔｅａｄ的度量与实际十分接近。这方法有其 但这个领域的大量工作受到了一些说 法的阻力而夭折，这些说法认 这样的度量 也同时度量了复杂性的外部属性；和类似费 用和工作量的过程属性一样，单一的复杂性 度最就可以作为很多外部属性的预测，是可 疑的。 结构复杂性度量所做的工作被看作位 于度量特定质量属性的：Ｃ作之下。所期望的 属性象可靠性和可维护性等只有在有代码 的几币４Ｉ版本的情况下才能度量出来。但仍希 望能预测软件的那一个部分有可能不可靠 而这个部分需要比其它部分更多的维护。思 路是能在执行这个软件之前能得到软件的 结构表示并对它的结构属性进行度最。这样 做是希望能建立经验预测理论来支持质量 保证、质量控制、和质量预测。 除了从代码行长度来估计外，ＭｃＣａｂｅ 提出了根据程序的回路数目进行复杂性度 量，从而估计程序的可测试性和可理解性 等。计算回路复杂性公式： Ｍ＝ｖ（ｏ）＝ｅ—ｔｒｌ＋２ｐ 或＝判定节点＋１ 或＝回路数目 其中：Ｇ为代表程序控制流的图；ｅ为Ｇ 中的边；ｎ为Ｇ的节点；Ｐ是Ｇ中不连通部 分数量，若Ｇ强连通图则Ｐ－ｌ；Ｍ或Ｖ（Ｇ） 为Ｇ的回路数目。 ＭｃＣａｂｅ复杂性度最的物理意义是：程 序中的分支或回路数目增加时，意味着复杂 性也增加。在Ｍ＞１０的模块中发现的错误 比Ｍ＜１０的模块要高２１％。所以应把模块 的Ｍ保持在小于１０。Ｍｅｃａｂｅ复杂性度量的 缺点是没有考虑控制的不同类型的影响；也 没有考虑软件规模对复杂性的影响。因此． 些场合也不一定适用。但不管这些局限 性，ＭｃＣａｂｅ复杂性度镀的简单、易用。在选 择方案和估计纠错费用等方面发挥优坍。侄 进行软件度量时应强调： ｌ、首先确立目标。并不能随便指定软件 度量的标准和模型。即使ｆ也们是严格而有效 的。最适合你的需要的软件度量的类型是由 你希望作的度量决定的。即设定的目标决定 的。在不同的情况下产生的目标是不一样 的。为此．需要知道．为什么要度量；度量的 目的是｛平价一个情况还是预测一个结果。需 要识别出那个实体最主要。然后决定所选实 体的哪一个属性是最重要的。 一楚地了解每个实体；只有这样你才能＝Ｉ＝『ｊ道哪 个属性你最感兴趣。只仃这样之后你／ｊ‘能『Ｆ 始度量。 ２、需要精确。度髓并不容易，如果忽略 ｒ必须的严格这个基础，那么如何度量活动 都不可能进行的很深入。也商人认为软件度 最是纯管理的问题。这是彳 对的 的确， ：（＝ 厂中软件度最程序址依赖ｆ管理的 而且 多软件度量的特定的口标对管理来说尤勾 莆要 但是，征软件工程或其ｔ二任何 ‘门学 科中当涉及到细节的时候，度硅就是技，牝．． ３、期 值要现实。我们并： 能埘软件度 量的期望太高。如：希望存 …个简 的数 字能作均质量和铤杂性的所有方丽的好的 指示。 需要有对度量的长期目标 成功经验 是： （１）度量的结果真正用于决策； （２）不仅订＇部门关心，非ｌＴ部门也 利 用和ｉ１寸论交流经验； （３）度量过程…般至 两年以 失败的教训是： （１）目的不明；事后发现度量的内容与管 理无关； （２所发人员拒绝执行，认＿ＸＪ金否认其工 怍业绩； （３）要求广泛收集数据，程序繁琐，不堪 重负； （４）结果报告无法引导管埋活动； （５）管理部门看剑可能发生的州题或无 成功的结果，而放弃支持度精工作。 当然，以上几个方面的导致，火帔的 素．部是可以避免的 因为度最ｊｆ没仃魔术 般的特性．无效时电不会Ｉ三ｌ动抛＿弁 如 医 学领域，没有人梦怨着找刮一种包冶百病的 药。软件度量亦如此。软件度 硅软件： ：程 百花园中的一员。 ４、挑战未来。 未来软件工 度量巾最 重要和最富挑战性的目标： （１）质量控制和保证 （２）估计方法 （３）设计方和软件度量 正式的规格术语只是单纯地集中往系统 的功能方面．不毹处理与性能约束衣Ｉ质键蚓 望有关的需求。度量的来源必须成为＿ＪｊＩ！格＿相Ｉ 估计的重要元素。软件工程师应该使用正式 的方法使工作向度量集成的方向发展。圜
