圈复杂度

Cyclomatic Complexity

1. 概念

a. 圈复杂度是一种衡量代码复杂程度的标准。

b. 圈复杂度高的害处：

圈复杂度大说明代码的判断逻辑复杂，可能质量低；

需要的更多的测试用例，难于测试和维护；

程序的可能错误和高的圈复杂度有着很大关系。

c. 圈复杂度的表现：

代码中分支循环语句多（if/else, switch/case, for, while），圈复杂度与分支循环语句个数正相关；

表达式复杂（含有三元运算符 ）。

2. 圈复杂度的计算方法

（1）圈复杂度可以通过程序控制流图计算，公式为：V(G) = e + 2 - n

e :控制流图中边的数量

n :控制流图中节点的数量(包括起点和终点；所有终点只计算一次，多个return和throw算作一个节点)

（2）圈复杂度对应程序控制流图中从起点到所有终点的路径的条数，所以页可以通过数路径的方式获得圈复杂度。

3. 圈复杂度计算实例

private int CalculateScore(int culture, String nation, booleanextend) {
        int result = 0;
        if (culture < 0) {
            throw new RuntimeException("分数不能小于0");
        } else if (culture < 200) {
            returnculture;
        } else{
            switch(nation){
            case "汉":
                result = 0;
                break;
            case "蒙":
            case "回":
            case "维":
            case "藏":
                result = 10;
                break;
            default:
                result = 20;
            }
        }
        
        if(extend) {
            result += 10; 
        }
        return result +culture;
        
    }

程序控制流图：

(1) V(G) = 21 + 2 - 13 = 8;

(2) 数路径：8条

4. 减小圈复杂度的方法

a. 提取函数 - 将独立业务或模块代码独立出来，封装为函数，通过函数名诠释代码作用，做到见名知意。

b. 替换算法 - 复杂算法会导致bug可能性的增加及可理解性/可维护性的降低，如果函数对性能要求不高，提倡使用简单明了的算法。

c. 分解条件式 - 复杂的条件表达式，使用函数进行封装

d. 合并条件式 - 将一系列得到相同结果的条件表达式合并，可以的话封装为函数

e. 合并重复的条件片段 - 不同条件的分支，有相同的处理，可以提炼出分支以外，或者封装为函数

f. 移除控制标记 - 使用控制标签作为条件的，使用break 和 return取代

g. 将查询函数和修改函数分离 - 单一职责原则，强调函数的复用性而不是多用性

h. 函数携带参数 - 使用带参函数，强调函数的复用性

i. 以明确函数取代参数 - 强调函数的功能的明确性