1 引言

軟件應用在發展到適當時機，” 重構”，是開發過程中不可避免需要進行的一項工作。重構代碼，以適配當前模塊設計之初未考慮到的多樣化場景，并增加模塊的可維護性、健壯性、可測試性。那么，如何明確重構的方向，以及量化重構的結果呢？代碼圈復雜度可以是一個供選擇的指標。下文介紹如何獲取應用的代碼圈復雜度做到線上監控，給到復盤程序復雜程度的數據支撐。

2 背景知識

2.1 圈復雜度

圈復雜度（Cyclomatic complexity，簡寫 CC）也稱為條件復雜度，是一種代碼復雜度的衡量標準。由托馬斯?J?麥凱布（Thomas J. McCabe, Sr.）于 1976 年提出，用來表示程序的復雜度，其符號為 VG 或是 M。它可以用來衡量一個模塊判定結構的復雜程度，數量上表現為獨立現行路徑條數，也可理解為覆蓋所有的可能情況最少使用的測試用例數。圈復雜度大說明程序代碼的判斷邏輯復雜，可能質量低且難于測試和維護。程序的可能錯誤和高的圈復雜度有著很大關系。

2.2 圈復雜度計算方式

常用結構圈復雜度計算

順序結構：順序結構復雜度為 1。

if-else-else、switch-case：每增加一個分支，復雜度增加 1，&& 、|| 運算也為一個分支。

循環結構：增加一個循環結構，復雜度增加 1。

return：增加一條 return 語句，復雜度將加 1。

2.3 圈復雜度度量標準

如上列出行業內相對認可的度量數據，實際這個完全是看自己的業務體量和項目情況來決定的。假設你的業務很簡單，而且是個單體應用，功能都是很簡單的 CRUD，那你的圈復雜度即使想上去也沒有那么容易。此時你就可以選擇把圈復雜度的重構閾值設定為 10. 假設你的業務十分復雜，而且涉及到多個其他的微服務系統調用，再加上各種業務中的 corner case 的判斷，圈復雜度上 100 可能都不在話下。

2.4 降低圈復雜度方法

1）函數提煉與拆分，單一職責

拆分成子函數

每個函數要有明確的功能實現，不要為了追求行數少而合并功能實現

邏輯模塊和數據模塊要區分開編寫

2）優化算法

減少不必要條件、循環分支，盡量少用 if …else … ，采用三元表達式替換 if else

3）表達式邏輯優化

合并條件表達式，比如使用 a || b || c

4）減少提前 return

3 方案概述

3.1 腳本設計

1）開發語言

python

2）依賴環境

lizard

APScheduler

smtplib

pymysql

3）腳本架構

3.2 功能介紹

1）支持檢索語言范圍： 支持 15 種開發語言，包含常用語言如下

C/C++ (works with C++14)

Java

C# (C Sharp)

JavaScript (With ES6 and JSX)

Python

Golang

2）掃描參數配置說明：
利用 lizard 執行掃描，常用命令如下： 配置檢查范圍：

列出要分析的編程語言。如果留空，將搜索支持的所有語言。

-l LANGUAGES,--languages LANGUAGES

排除與模式匹配的文件。匹配一切？匹配任何單個字符，“/folder/” 遞歸地排除文件夾中的所有內容?？梢灾付ǘ鄠€模式。不要忘了在模式周圍加 “” 號。

-x EXCLUDE,--exclude EXCLUDE

設置白名單，默認’./whitelizard.txt’

-W WHITELIST,--whitelist WHITELIST

配置閥值警告：

圈復雜度數警告的閾值，默認值為 15，>15 會產生警告。

-C CCN,--CCN CCN

設置字段的限制數。可以代碼行數，圈復雜度，令牌數，參數數或自定義字段。如果函數設置超過了限制數會報警。

-T THRESHOLDS,--ThresholdTHRESHOLDS

配置報告輸出：

根據格式輸出到文件

-o OUTPUT_FILE,--output_file OUTPUT_FILE

官網地址：http://www.lizard.ws
源碼地址：https://github.com/terryyin/lizard 3）定時執行掃描任務：

通過 BackgroundScheduler 創建調度任務，自動觸發掃描方法，結果寫庫

defdojob():

scheduler=BackgroundScheduler()

scheduler.add_job(func,"cron",hour=21,minute=30)

scheduler.start()

3.3 結果展示

3.3.1 報告名詞解釋

Cyclomatic complexity，圈復雜度也就是分支復雜度，最好保持在 15 以下，目前腳本設置閥值 10。

LOC，包含注釋的代碼行數，目前設置 200 閥值。

Token count ，token 的個數，一個程序最多可以有 8192 個令牌， 每個令牌都是一個詞，例如關鍵字，標識符，常量，標點符號，操作符。對括號和字符串計數作為 1 個令牌。逗號、句點、LOCAL、分號、END 和注釋不計算在內。

Parameter count，參數統計就是函數的參數個數，目前腳本設置閥值 10。

3.3.2 執行結果展示

Windows 環境運行腳本，輸入 file_root（文件地址）執行掃描，支持自動彈出瀏覽器展示本次運行的 Html 報告

每周定期執行，按照系統維度掃描，支持觸發郵件通知對應系統研發查看超過閥值方法名稱

3.3.3 應用數據監控

每周定期拉取指定分支最新代碼，執行文件分析，存儲掃描結果，通過數據圖表展示

4 總結

對于軟件代碼好壞的衡量，圈復雜度可以作為一個參考指標，研發可以通過提煉拆分函數、優化算法、優化邏輯表達式等方法降低模塊（函數）圈復雜度。以上闡述圈復雜度一種線上監控方法，利用好線上化數據，結合現有團隊項目情況，才能形成更好的實踐機制。