引入測(cè)試復(fù)雜度提高軟件測(cè)試管理效率的算法

唐雨薇

摘 要：隨著軟件規(guī)模的不斷擴(kuò)大，軟件測(cè)試管理從粗放式的管理模式逐步轉(zhuǎn)化為精細(xì)化管理，本文從研究軟件測(cè)試管理的效率出發(fā)，重點(diǎn)介紹了測(cè)試復(fù)雜度的科學(xué)算法，來(lái)協(xié)助廣大的質(zhì)量經(jīng)理在項(xiàng)目管理的過(guò)程中依據(jù)可靠的數(shù)據(jù)來(lái)提升測(cè)試管理的效率，從而邁出進(jìn)行精細(xì)化管理的第一步。

關(guān)鍵詞：軟件測(cè)試；軟件測(cè)試復(fù)雜度；軟件測(cè)試管理

一、引入軟件測(cè)試復(fù)雜度的重要性

在測(cè)試管理體系中，影響測(cè)試項(xiàng)目成功的因素很多，包括軟件研發(fā)者所提供的程序代碼復(fù)雜度、測(cè)試人員的測(cè)試代碼的質(zhì)量、項(xiàng)目功能的復(fù)雜度、項(xiàng)目的時(shí)間限制等等。這些因素在具體的實(shí)踐操作中是可以用具體的值來(lái)衡量的，將多個(gè)因素的分值綜合起來(lái)便得到測(cè)試復(fù)雜度的值，可以說(shuō)軟件測(cè)試復(fù)雜度是測(cè)試管理體系中影響測(cè)試項(xiàng)目成功因素的一個(gè)綜合指數(shù)。

通常質(zhì)量經(jīng)理對(duì)軟件測(cè)試復(fù)雜度的確認(rèn)，是主要依靠其個(gè)人能力、經(jīng)驗(yàn)累積和對(duì)項(xiàng)目的熟悉程度進(jìn)行主觀判斷，這就導(dǎo)致了對(duì)軟件的測(cè)試具有很強(qiáng)的主觀性，為軟件項(xiàng)目埋下了風(fēng)險(xiǎn)。加之測(cè)試本身的特性決定了測(cè)試活動(dòng)實(shí)施過(guò)程中存在著大量的風(fēng)險(xiǎn)，而風(fēng)險(xiǎn)影響著測(cè)試活動(dòng)的成敗。因此，本文中引入軟件測(cè)試復(fù)雜度計(jì)算公式，能較客觀地對(duì)軟件進(jìn)行測(cè)試復(fù)雜度的衡量，通過(guò)對(duì)軟件復(fù)雜度和測(cè)試復(fù)雜度的控制來(lái)降低軟件測(cè)試中的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高對(duì)軟件測(cè)試的管理效率。

二、軟件測(cè)試復(fù)雜度的算法原理

軟件測(cè)試復(fù)雜度是衡量影響軟件測(cè)試工作的因素綜合指數(shù)，本文筆者通過(guò)分析測(cè)試管理工作中各種因素的變化情況，提煉出影響測(cè)試管理效率的關(guān)鍵因素并設(shè)計(jì)出了符合現(xiàn)代軟件測(cè)試復(fù)雜度的計(jì)算公式，即：軟件測(cè)試復(fù)雜度=代碼復(fù)雜度*代碼人員質(zhì)量分值*偽代碼分值*功能復(fù)雜度分值。

（一）代碼復(fù)雜度及度量方法。代碼復(fù)雜度是基于程序開(kāi)發(fā)者所產(chǎn)生的程序代碼而提出概念，程序代碼的循環(huán)和選擇所構(gòu)成的環(huán)路越多，其代碼復(fù)雜度就越高?，F(xiàn)在已經(jīng)有若干種代碼復(fù)雜性的度量方法可供參考，其中McCabe QA是比較出色和實(shí)用的方法，它能夠計(jì)算出多種軟件代碼復(fù)雜度。McCabe是對(duì)軟件結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格的算術(shù)分析得出程序拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜性的度量，明確指出項(xiàng)目各部分的復(fù)雜度量。

（二）代碼人員質(zhì)量及度量方法。（1）什么是代碼人員質(zhì)量。這是本文提出的一個(gè)新概念，基于多項(xiàng)目、連續(xù)性版本的軟件研發(fā)與測(cè)試工作中分析總結(jié)出：代碼人員編寫(xiě)的代碼質(zhì)量是可以用一個(gè)數(shù)學(xué)公式進(jìn)行精確的計(jì)算的。（2）如何計(jì)算代碼人員質(zhì)量分值。計(jì)算代碼人員質(zhì)量分值需要幾個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)：bug合計(jì)分值、嚴(yán)重bug級(jí)別占比數(shù)值、功能復(fù)雜度、bug功能比值。1）

bug合計(jì)分值：筆者把bug劃分為3個(gè)級(jí)別，分別是嚴(yán)重（3分）、一般（1分）、提示（0.5分）。bug合計(jì)分值就是由測(cè)試人員計(jì)算該代碼人員在代碼編寫(xiě)過(guò)程中所得出的所有bug的分值之和，bug合計(jì)分值越高，說(shuō)明代碼質(zhì)量越差。那么該如何來(lái)界定bug的級(jí)別？根據(jù)筆者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，影響bug級(jí)別的因素主要有兩個(gè)：對(duì)系統(tǒng)的影響值和對(duì)用戶的影響值。當(dāng)一個(gè)bug發(fā)生的時(shí)候，在系統(tǒng)層面導(dǎo)致系統(tǒng)奔潰或癱瘓、在用戶層面則導(dǎo)致用戶的流程不能繼續(xù)或用戶數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，則為嚴(yán)重bug；在系統(tǒng)層面能在容錯(cuò)性下繼續(xù)運(yùn)行、在用戶層面用戶的流程可以繼續(xù)或則能通過(guò)其他路勁完成該流程，則為一般bug；在系統(tǒng)層面對(duì)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理或性能都幾乎沒(méi)有影響、在用戶層面只是文字性錯(cuò)誤或指引信息不夠準(zhǔn)，則為提示bug。2） 嚴(yán)重bug級(jí)別占比數(shù)值：嚴(yán)重bug級(jí)別占比數(shù)值=嚴(yán)重bug分值/bug合計(jì)分值（保留4位小數(shù)）。為體現(xiàn)軟件測(cè)試過(guò)程中測(cè)試的優(yōu)先級(jí)和用戶體驗(yàn)的優(yōu)先級(jí)，筆者強(qiáng)調(diào)了嚴(yán)重bug對(duì)系統(tǒng)和用戶的影響。3） 功能復(fù)雜度：同一個(gè)項(xiàng)目的不同版本中都會(huì)由數(shù)個(gè)功能組成，在代碼人員進(jìn)行代碼編寫(xiě)前，該功能或模塊的復(fù)雜度會(huì)由軟件的研發(fā)經(jīng)理、測(cè)試經(jīng)理、產(chǎn)品經(jīng)理為其進(jìn)行評(píng)分，所得到的分值即為功能復(fù)雜度分值。4） bug功能比值：bug功能比值=bug合計(jì)分值/功能復(fù)雜度（保留4位小數(shù)）。針對(duì)每一個(gè)不同復(fù)雜度分值的功能或模塊，其bug自然會(huì)呈現(xiàn)出不同的級(jí)別。若功能復(fù)雜度越高，相應(yīng)的其bug的級(jí)別可能會(huì)越高，其代碼質(zhì)量就越差；若功能復(fù)雜度越高，相應(yīng)的bug的級(jí)別越低，其代碼質(zhì)量就越高。所以將bug合計(jì)分值對(duì)應(yīng)不同的功能復(fù)雜度的比值控制在一個(gè)合理范圍內(nèi)就會(huì)使代碼質(zhì)量得到保證。根據(jù)關(guān)鍵數(shù)據(jù)得出計(jì)算公式為：代碼人員質(zhì)量度=嚴(yán)重bug級(jí)別占比數(shù)值

*bug功能比值（保留4位小數(shù)）。

綜上所述進(jìn)一步細(xì)化代碼人員質(zhì)量度計(jì)算公式設(shè)為：代碼人員質(zhì)量度=（嚴(yán)重分值/bug合計(jì)分值）*（bug合計(jì)分值/功能復(fù)雜度）

在表1中對(duì)代碼人員A和B的質(zhì)量度計(jì)算中可以看出：認(rèn)定一個(gè)代碼人員的代碼質(zhì)量，并不能簡(jiǎn)單的查看bug數(shù)據(jù)，也不能簡(jiǎn)單的看功能復(fù)雜度的情況，而是將bug合計(jì)分值與對(duì)應(yīng)的功能復(fù)雜度控制住一個(gè)合理的范圍內(nèi)，在這個(gè)合理的范圍內(nèi)，bug合計(jì)分值可能會(huì)很高，但并不代表代碼人員質(zhì)量差，當(dāng)然當(dāng)代碼人員質(zhì)量度數(shù)字越小，則代表該代碼人員的代碼質(zhì)量也越高。

表1 代碼人員質(zhì)量度的計(jì)算實(shí)例

（三）偽代碼及度量方法。（1）什么是偽代碼。偽代碼就是一種算法描述語(yǔ)言。使用為代碼的目的是為了使被描述的算法可以容易地以任何一種編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)。因此，要實(shí)現(xiàn)此目的，偽代碼必須具有如下特點(diǎn)：① 必須結(jié)構(gòu)清晰 ② 代碼簡(jiǎn)單 ③ 可讀性好 ④ 類似自然語(yǔ)言。本文中偽代碼分值就是通過(guò)前3個(gè)特點(diǎn)進(jìn)行定義計(jì)算的。（2）如何計(jì)算偽代碼分值。筆者在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中得出，在偽代碼的4個(gè)特點(diǎn)中，真正對(duì)偽代碼分值有影響的是前3個(gè)特點(diǎn)，因?yàn)榧词箓未a不太類似自然語(yǔ)言，由于第①項(xiàng)在整個(gè)偽代碼分值中的比重超過(guò)了50%，那么第4個(gè)特點(diǎn)幾乎可以忽略，故取消了計(jì)算公式中對(duì)第4個(gè)特點(diǎn)的數(shù)據(jù)評(píng)分。筆者將3個(gè)特點(diǎn)在偽代碼分值中所占比重進(jìn)行了科學(xué)的劃分：結(jié)構(gòu)清晰（S）占55%，代碼簡(jiǎn)單（C）占20%，可讀性（R）占25%，并將每個(gè)特點(diǎn)的優(yōu)劣評(píng)價(jià)為優(yōu)秀+（5分）、優(yōu)秀（4分）、良+（3分）、良

（2分）、不合格（1分），計(jì)算公式為：偽代碼分值=S*55%+C*20%

+R*25%。在進(jìn)行正式的軟件代碼編寫(xiě)以前，需要對(duì)現(xiàn)有版本的功能進(jìn)行偽代碼編寫(xiě)，偽代碼分值越高，代表該偽代碼是質(zhì)量越高，從而轉(zhuǎn)換為正式代碼的可靠性就越強(qiáng)。

（四）功能復(fù)雜度及度量方法。對(duì)軟件規(guī)模和復(fù)雜度進(jìn)行正確的度量，可以降低軟件正確性測(cè)試的難度。目前，應(yīng)用最廣泛的就是“功能點(diǎn)分析度量法”。在該度量法中，將軟件項(xiàng)目管理中的功能點(diǎn)分為ILF（內(nèi)部邏輯文件）、EIF（外部接口文件）、EI（外部輸入）、EO（外部輸出）和EQ（外部查詢）5大類。對(duì)每個(gè)功能點(diǎn)自身而言，又可細(xì)分為2類：外部邏輯（接收外部輸入與輸出至外部）接口EL和內(nèi)部邏輯IL。當(dāng)某個(gè)功能需要提供更多的外部接口時(shí)，由于接口數(shù)量的增加導(dǎo)致對(duì)外需求處理的邏輯數(shù)增加，那么該功能的復(fù)雜度就會(huì)升高，即功能的接口數(shù)與復(fù)雜度之間成正比例關(guān)系?；诠δ茳c(diǎn)，將復(fù)雜度的定義以“段”的形式劃分，具體為5個(gè)功能點(diǎn)為一個(gè)段的分界線，出現(xiàn)一個(gè)分界線便劃定1分，出現(xiàn)N個(gè)分界線，劃定（N+1）分，計(jì)算公式為：功能復(fù)雜度 =（N+1）EL*（N+1）IL

三、測(cè)試復(fù)雜度提高測(cè)試管理效率的應(yīng)用

本文測(cè)試復(fù)雜度的算法適用于一個(gè)已存在項(xiàng)目的連續(xù)性管理中，不適合新項(xiàng)目的研發(fā)管理。在任何一個(gè)項(xiàng)目的測(cè)試過(guò)程中資源都是有限的，那么該如何優(yōu)化資源類來(lái)提高測(cè)試管理效率從而提升軟件工程的質(zhì)量？從測(cè)試復(fù)雜度的算法中可以看出，計(jì)算測(cè)試復(fù)雜度的過(guò)程正是在優(yōu)化配置各種資源的過(guò)程。所以，在測(cè)試復(fù)雜度的算法中，必須要考慮以下規(guī)則：

（1）項(xiàng)目測(cè)試復(fù)雜度由各個(gè)功能的測(cè)試復(fù)雜度之和構(gòu)成。

（2）各個(gè)功能的測(cè)試復(fù)雜度的計(jì)算必須遵循功能由小到大的順序，由測(cè)試主管計(jì)算得出。（3）項(xiàng)目之初通過(guò)計(jì)算確定大致的測(cè)試框架、測(cè)試人員配備、測(cè)試思路。（4）測(cè)試復(fù)雜度是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，不是靜態(tài)數(shù)據(jù)，項(xiàng)目中通過(guò)測(cè)試復(fù)雜度的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)測(cè)試過(guò)程進(jìn)行微調(diào)。（5）根據(jù)項(xiàng)目功能復(fù)雜度設(shè)定測(cè)試復(fù)雜度的安全值范圍值。（6）功能測(cè)試復(fù)雜度分值管測(cè)試細(xì)節(jié)、項(xiàng)目測(cè)試復(fù)雜度分值管測(cè)試進(jìn)度。

從測(cè)試復(fù)雜度算法中可以看出，當(dāng)功能中的任意元素發(fā)生變化后都會(huì)導(dǎo)致最終數(shù)據(jù)結(jié)果的變化。筆者認(rèn)為測(cè)試復(fù)雜度數(shù)值變動(dòng)是允許的，在動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)中需要重點(diǎn)注意兩個(gè)數(shù)據(jù)：（1）變動(dòng)次數(shù)。當(dāng)變動(dòng)次數(shù)>3時(shí)，就是一個(gè)危險(xiǎn)信號(hào)的提示，表明實(shí)際的研發(fā)過(guò)程中該功能的邏輯發(fā)生了多次變化。（2）變動(dòng)比率。變動(dòng)比率=|（L-F）/F|，L為測(cè)試復(fù)雜度最后一次變動(dòng)時(shí)的分值，F(xiàn)為測(cè)試復(fù)雜度第一次變動(dòng)時(shí)的分值，當(dāng)變動(dòng)比率>0.25時(shí)，表明項(xiàng)目功能的邏輯上有非常大的變動(dòng)。當(dāng)以上兩種情況任何一種出現(xiàn)時(shí)，都需要管理者提高警惕，并主動(dòng)去尋找原因與錯(cuò)誤。

四、結(jié)束語(yǔ)

軟件測(cè)試是軟件工程的一個(gè)重要階段，也是保證軟件質(zhì)量的重要手段。統(tǒng)計(jì)表明，測(cè)試工作量在軟件研發(fā)總工作量中占到40%以上，軟件研發(fā)總成本中測(cè)試上開(kāi)銷占到30%—50%，所以，對(duì)測(cè)試工作的有效管理，可以降低軟件研發(fā)成本，縮短研發(fā)周期。本文試圖通過(guò)引入測(cè)試復(fù)雜度算法，來(lái)幫助大家提高測(cè)試管理工作的效率，以便于更好的控制軟件項(xiàng)目的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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