圈复杂度

#前端工程化

总结

定义：用于==度量代码复杂度==
计算公式
1. 每个if、else if、while、for、case等语句，复杂度 ==+1==。
2. 每个逻辑运算符（如&&、||）==增加 1==。
3. 每个catch块==增加 1==。
4. 总体起始值为 1
评估标准 : → ==10 以内，表示还可以==
如何降低？
- 减少嵌套，比如提请 return
- 复杂的函数拆分为多个小函数，每个函数只处理单一逻辑
- 用多态或策略模式替代复杂的if-else或switch-case逻辑
- 使用代码质量工具（如 SonarQube、ESLint）自动检测圈复杂度，及时优化

1. 圈复杂度（Cyclomatic Complexity）详解

圈复杂度是代码质量的一个重要衡量指标，用于评估程序的逻辑复杂度。
它通过计算代码中的独立路径数量，来反映代码的复杂性和测试的难度。
圈复杂度越高，代码的复杂性越大，维护难度越高，同时需要更多的测试用例来覆盖所有逻辑路径。

2. 圈复杂度的定义

圈复杂度是根据程序的**控制流图（Control Flow Graph）**计算的，其中：

节点表示程序中的代码块（如语句、条件等）。
边表示代码块之间的控制流（如条件跳转、循环等）。

公式：

M = E - N + 2P

M：圈复杂度
E：图中的边数（Edges）
N：图中的节点数（Nodes）
P：程序的入口点数量（通常为1）

3. 圈复杂度的直观理解

圈复杂度可以简单地理解为代码中独立路径的数量，即程序从开始到结束的所有可能执行路径的数量。

线性代码（没有分支或循环）：圈复杂度为 1。
每增加一个条件分支（如if、for、while等），圈复杂度增加 1。

4. 圈复杂度的计算规则

在实际中，我们可以通过以下规则快速估算圈复杂度：

每个if、else if、while、for、case等语句，复杂度 +1。
每个逻辑运算符（如&&、||）增加 1。
每个catch块增加 1。
总体起始值为 1

5. 圈复杂度的例子

5.1. 示例 1：简单代码

function add(a, b) {
    return a + b;
}

圈复杂度：1（没有分支或循环）

5.2. 示例 2：带条件分支的代码

function checkAge(age) {
    if (age < 18) {
        return 'Minor';
    } else if (age >= 18 && age < 60) {
        return 'Adult';
    } else {
        return 'Senior';
    }
}

圈复杂度：
- 初始值为 1
- 一个if语句 +1
- 一个else if语句 +1
- 一个逻辑运算符&& +1
- 总复杂度：1 + 1 + 1 + 1 = 4

5.3. 示例 3：带循环的代码

function sumArray(arr) {
    let sum = 0;
    for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
        if (arr[i] > 0) {
            sum += arr[i];
        }
    }
    return sum;
}

圈复杂度：
- 初始值为 1
- 一个for循环 +1
- 一个if条件 +1
- 总复杂度：1 + 1 + 1 = 3

6. 圈复杂度的意义

6.1. 代码可维护性

圈复杂度越高，代码越复杂，维护成本越高。过高的圈复杂度可能导致：

难以理解代码的逻辑。
修改代码时容易引入新的问题。

6.2. 单元测试

圈复杂度直接影响测试用例的数量：

圈复杂度为 1：只需要一个测试用例。
圈复杂度为 N：至少需要 N 个测试用例才能覆盖所有逻辑路径。

6.3. 代码重构的参考

当圈复杂度过高时，可能需要对代码进行重构。例如：

将复杂函数拆分为多个小函数。
简化条件分支或循环逻辑。

7. 圈复杂度的标准

以下是圈复杂度的常见评估标准：

圈复杂度范围	代码复杂度等级	建议措施
1-10	简单	可接受
11-20	中等复杂	需要关注，可能需要优化
21-50	复杂	建议重构
>50	非常复杂	必须重构，否则难以维护

8. 如何降低圈复杂度？

8.1. 减少嵌套

避免过深的if、else嵌套，可以通过提前返回（early return）简化逻辑。

// 高复杂度
function validate(input) {
    if (input) {
        if (input.length > 0) {
            if (input.isValid) {
                return true;
            }
        }
    }
    return false;
}

// 优化后
function validate(input) {
    if (!input || input.length === 0 || !input.isValid) {
        return false;
    }
    return true;
}

8.2. 拆分函数

将复杂的函数拆分为多个小函数，每个函数只处理单一逻辑。

// 高复杂度
function processOrder(order) {
    if (order.isValid) {
        if (order.isPaid) {
            // 处理已支付订单
        } else {
            // 处理未支付订单
        }
    }
}

// 优化后
function validateOrder(order) { ... }
function processPaidOrder(order) { ... }
function processUnpaidOrder(order) { ... }

8.3. 使用多态或策略模式

用多态或策略模式替代复杂的if-else或switch-case逻辑。

8.4. 合理使用工具

使用代码质量工具（如 SonarQube、ESLint）自动检测圈复杂度，及时优化。

9. 总结

圈复杂度是衡量代码复杂性的重要指标，通过分析代码的逻辑路径数量，可以帮助开发者：

判断代码的可维护性。
评估测试用例的覆盖情况。
提示需要重构的复杂代码。

在实际开发中，保持圈复杂度在合理范围内（通常不超过 10）是提高代码质量的重要手段。

liguwe's site