Оценка характеристик на основе метрик Холстеда

Составим таблицы, необходимые для вычисления характеристик программы по методике Холстеда:

Заполним каждую из таблиц для каждого файла:

Таблица 2 Словарь операторов и операций для файла MainWindow.xaml.cs

№ п/п	Операторы, операции	Номера строк	Количество повторений
1	using	1	1
2	namespace	3	1
3	public	8, 10	2
4	partial	8	1
5	class	8	1
6	:	8	1
7	void	15, 21	2
8	object	15, 21	2
9	RoutedEventArgs	15, 21	2
10	new	17, 23	2
11	Task1_Window.Show();	18	1
12	Task2_Window.Show();	24	1
13	FirstTask	17	1
14	FirstTask()	17	1
15	SecondTask	23	1
16	SecondTask()	23	1
17	{ .. }	4..27, 9..26, 11..13, 16..19, 22..25	5
18	( .. )	10, 12, 15, 17, 18, 21, 23, 24	8
19	=	17, 23	2
20	;	12, 17, 18, 23, 24	5
21	.	18, 24	2
22	System	1	1
23	InitializeComponent()	12	1
Всего	23 оператора/операции	27 строк	45 повторений

Таблица 3 Словарь операндов для файла MainWindow.xaml.cs

№ п/п	Операнды	Номера строк	Количество повторений
1	System.Windows	1	1
2	MainWindow	8	1
3	Window	8	1
4	MainWindow()	10	1
5	FirstTaskButton_Click()	15	1
6	SecondTaskButton_Click()	21	1
7	sender	15, 21	2
8	e	15, 21	2
9	Task1_Window	17, 18	2
10	Task2_Window	23, 24	2
11	KDZ_Ternovoy	3	1
Всего	11 операндов	27 строк	15 повторений

Таблица 4 Словарь операторов и операций для файла FirstTask.xaml.cs

№ п/п	Операторы, операции	Номера строк	Количество повторений
1	using	1,2,3	3
2	namespace	5	1
3	public	10,12	2
4	partial	10	1
5	class	10	1
6	:	10	1
7	void	19,26,37,52	4
8	object	19,26,52	3
9	RoutedEventArgs	26,52	2
10	TextChangedEventArgs	19	1
11	.	2,3,8,16,22,29,31,32,41,42,46,47,54	25
12	GeneralMethods.validateInputTextAsInteger()	22,29	2
13	Convert.ToInt64()	22,29,31	3
14	changeFormElementStates()	22,37	2
15	=	16,31,32,41,42,46,47	7
16	;	1,2,3,14,16,22,31,32,41,42,46,47,54	13
17	this	54	1
18	bool	37	1
19	if	29..33,39..44	2
20	else	44..49	1
21	private	19,26,37,52	4
22	nearest.ToString()	32	1
23	>	22,29	2
24	&&	22,29	2
25	InitializeComponent()	14	1
26	Task1MethodContainer.searchForNearestPerfect()	31	1
Всего	26 оператора/операции	57 строк	88 повторений

Таблица 5 Словарь операндов для файла FirstTask.xaml.cs

№ п/п	Операнды	Номера строк	Количество повторений
1	System	1	1
2	System.Windows	2	1
3	SystemWindows.Controls	3	1
4	KDZ_Ternovoy	5	1
5	FirstTask	10	1
6	Window	10	1
7	FirstTask()	12	1
8	searchForNearestPerfectButton.IsEnabled	16,42,47	3
9	false	16,42	2
10	inputNumberTextBox_TextChanged()	19	1
11	searchForNearestPerfectButton_Click()	26	1
12	changeFormElementStates()	37	1
13	closeFirstTaskButton_Click()	52	1
14	inputNumberTextBox.Text	22,29,31	5
15	sender	19,26,52	3
16	e	19,26,52	3
17	0	22,29	2
18	nearest	31,32	2
19	outputTextBox.Content()	32	1
20	validateState	37,39	1
21	wrongInputNumberLabel.Visibility	41,46	2
22	Visibility.Visible	41	1
23	Visibility.Hidden	46	1
24	searchForNearestPerfectButton.IsEnabled	42,47	2
25	true	47	1
Всего	25 операндов	57 строк	40 повторений

Таблица 6 Словарь операторов и операций для файла Task1MethodContainer.cs

№ п/п	Операторы, операции	Номера строк	Количество повторений
1	using	1	1
2	namespace	3	1
3	public	8, 28	2
4	class	8	1
5	static	12, 28	2
6	private	12	1
7	Int64	12,28,14,31	4
8	bool	12	1
9	if	15,20,37,41	4
10	else	41	1
11	return	16,23,39,43,51	5
12	int	17	1
13	while	35..46	1
14	try	33..47	1
15	catch	48..50	1
16	=	14,17,31,21	4
17	==	20,23	2
18	;	1,14,15,16,21,23,31,35,43,45,51	12
19	<=	15	1
20	<	17	1
21	++	4,17	2
22	%	20	1
23	+	21,41,43	3
24	-	37,39	2
25	? .. : ..	23	1
26	{..}	4..54, 9..53, 13..24, 18..22, 25..52, 34..47, 37..46, 38..40, 24..44, 49..50	10
27	( .. )	12,15,17,20,23,28,35,37,40	9
28	isPerfect	37,41	2
Всего	28 оператора/операции	54 строчки	77 повторений

Таблица 7 Словарь операндов для файла Task1MethodContainer.cs

№ п/п	Операнды	Номера строк	Количество повторений
1	System	1	1
2	Task1MethodContainer	3	1
3	isPerfect	12	1
4	number	12,15,17,20, 23	5
5	sum	14,21,23	3
6	0	14,20,31,51,15	5
7	false	16,23	2
8	i	17,20,23	3
9	1	17	1
10	true	23	1
11	searchForNearestPerfect	28	1
12	basicNumber	28,37,41,39,43	5
13	delta	31,37,39,41,43,45	6
Всего	13 операндов	54 строчки	35 повторений

Таблица 8 Словарь операторов и операций для файла Task2MethodContainer.cs

№ п/п	Операторы, операции	Номера строк	Количество повторений
1	using	1,2,3,4	4
2	namespace	6	1
3	public	20,58,72,99,103,109,115	7
4	class	11,94	2
5	static	14,20,58,72	4
6	private	14,96,97	3
7	int	14,16,20,26,34,40,48,50,58,72,96,97,103,109,115	23
8	return	16,54,68,86	4
9	List<List<Point>>	20,22	3
10	List<Point>	23,36,,47,72	4
11	double	27,28,31	3
12	new	22,36,47,50,60,62,74,76,78	11
13	List<List<Point>>()	22	1
14	List<Point>()	36,47	2
15	=	22,26,27,28,31,34,36,38,43,37,38,60,61,62,63,64,65,66,74,75,76,78,85,105,106,112,118	27
16	getNumberOfPolyLines()	26	1
17	/	27,31	2
18	*	31,40,50	9
19	for	34..44,38..41,48..51	3
20	foreach .. in	80..83	1
21	<	38,48	2
22	+	16,27,38,48,82,84	9
23	++	34,38,48	3
24	Add	40,42,50,52,82,84	6
25	Math.Cos()	40,50	2
26	Math.Sin()	40,50	2
27	+=	43	1
28	{..}	7..121,12..89,15..17,21..55,35..44,39..41,49..51,59..69,73..88,81..83.95..120,100..12,104..107,110..113,116..119	19
29	(..)	14,16,20,22,26,27,34,36,38,40,42,46,47,48,50,52,58,60,62,72,74,76,78,80,82,84,99,103	46
30	,	20,33,40,50,58,72,82,84,103	12
31	.	2,3,4,31,40,42,50,52,61,62,63,64,65,66,75,76,82,84,85,105,106	38
32	;	1,2,3,4,16,22,23,26,27,28,31,34,36,38,40,42,43,47,48,50,52,54,60,61,62,63,64,65,66,68,74,75,76,78,82,84,86,96,96,105,106,111,112,117,118	49
Всего	28 оператора/операции	строк	304 повторения

Таблица 9 Словарь операндов для файла Task2MethodContainer.cs

№ п/п	Операнды	Номера строк	Количество повторений
1	System	1,2,3,4,82,84	6
2	KDZ_Ternovoy	6	1
3	Task2MethodContainer	11	1
4	getNumberOfPolyLines()	14	1
5	K	6,14,16,20,26,31,38,48	8
6	18	16	1
7	2	16,31,61	4
8	getPolylineList()	20	1
9	0	34,84	3
10	1	27,38	3
11	Math.PI	1	31
12	length	20,27,50	4
13	numberOfPolylines	26,27,34	3
14	deltaLength	27,28,43	3
15	tempDeltalength	28,40,40,43	4
16	polylineList	22,42,52,54	4
17	pointList	23,26,30,42,47,50,52,72,80,84	11
18	degree	34	3
19	i	38,40,48,50	10
20	cornerDelta	31,40,50	5
21	getLine()	58	1
22	X	58,63,72,82,84,103,105,109	11
23	Y	58,65,72,82,84,103,106,115	11
24	X1	58,63,64	3
25	Y1	58,65,66	3
26	line	60,61,62,63,64,65,66,68	8
27	line.StrokeThickness	61	1
28	line.Stroke	62	1
29	Colors.Black	62,76	2
30	getPolyline	72	1
31	polyline	74,75,76,85,86	6
32	polyline.StrokeThickness	75	1
33	points	78,82,84,85	4
34	polyline.Stroke	76	1
35	Point	20,22,23,26,40,47,50,72,80,82,84,94,99,103	15
36	m_X	96,111,112	3
37	m_Y	97,118,119	3
Всего	37 операндов	122 строки	182 повторения

Таблица 10 Словарь операторов и операций для файла GeneralMethods.cs

№ п/п	Операторы, операции	Номера строк	Количество повторений
1	using	1	1
2	namespace	3	1
3	class	8	1
4	static	11	1
5	public	11	1
6	bool	11	1
7	string	11	1
8	Int64	13	1
9	try	14	1
10	catch	18	1
11	return	20,22	2
12	Convert.ToInt64()	16	1
13	{..}	4..26,9..25,12..23,15..17,19..21	5
14	(..)	11,16,18	3
15	;	1,13,16,20,22	5
16	.	16	1
17	=	16	1
Всего	17 операторов/операций	26 строк	28 повторений

Таблица 11 Словарь операндов для файла GeneralMethods.cs

№ п/п	Операнды	Номера строк	Количество повторений
1	System	1	1
2	KDZ_Ternovoy	3	1
3	validateInputTextAsInteger	11	1
4	inputText	11,16	2
5	GeneralMethods	8	1
6	number	13,16	2
7	FormatException	18	1
8	false	20	1
9	true	22	1
Всего	9 операндов	26 строки	11 повторений

Таблица 12 Словарь операторов и операций для файла Task2MethodContainer.cs

№ п/п	Операторы, операции	Номера строк	Количество повторений
1	using	1,2,3,4,5	5
2	namespace	7	1
3	public	12,14	2
4	partial	12	1
5	class	12	1
6	:	12	1
7	InitializeComponent()	16	1
8	drawPicture.RaiseEvent()	20	1
9	private	25,39,44,49,54,82	6
10	void	25,39,44,49,54,82	6
11	new	20	1
12	bool	25	1
13	Button	25	1
14	RoutedEventArgs	20,54,82	3
15	Label	25	1
16	object	20,54,82,39,44,49	6
17	TextChangedEventArgs	39,44,49	3
18	changeFormElementStates()	41,46,51	3
19	GeneralMethods. validateInputTextAsInteger()	41,46,51,56	6
20	Task2MethodContainer .getPolylineList()	64	1
21	List<List<Point>>	64	1
22	Convert.ToInt32()	60,61,64	3
23	&&	51,56	4
24	>	51	1
25	<	51	1
26	MyCanvas.Children.Add	70,76	2
27	Task2MethodContainer.getLine()	70	1
28	Task2MethodContainer.getPolyline()	76	1
29	this	84	1
30	this.Close()	84	1
31	.	2,3,4,5,10,17,18,19,20,29,30,34,35,41,46,51,56,59,60,61,64,65,70,76,84	54
32	;	1,2,3,4,29,30,34,35,65,74,74	12
33	{..}	8..88,13..87, …	14
34	(..)	20,25,39,41,46,49,51,54,56,60,61,64,68,70,74,76,82	31
35	if	27,56	2
36	else	32	1
37	for	74..79	1
38	foreach in	68	1
39	int	60,61,65,74	4
40	!	27	1
Всего	40 операторов/операций	88 строк	188 повторений

Таблица 13 Словарь операндов для файла Task2MethodContainer.cs

№ п/п	Операнды	Номера строк	Количество повторений
1	System;	1	1
2	System.Windows	2	1
3	System.Windows.Controls	3	1
4	System.Windows.Documents	4	1
5	System.Collections.Generic	5	1
6	KDZ_Ternovoy	7	1
7	SecondTask	12	1
8	Window	12	1
9	SecondTask()	14	1
10	XTextBox.Text	17,41,56,60	4
11	YTextBox.Text	18,46,56,61	4
12	KTextBox.Text	19,51,56,64	6
13	"0"	17,18	2
14	"5"	19	1
15	Button.ClickEvent	20	1
16	validateState	25,27	2
17	button	25,30,35	3
18	label	25,29,34	3
19	label.Visibility	29,34	2
20	Visibility.Visible	29	1
21	Visibility.Hidden	34	1
22	button.IsEnabled	30,35	2
23	true	35	1
24	false	30	1
25	sender	39,44,49,54,82	5
26	e	39,44,49,54,82	5
27	XTextBox_TextChanged	39	1
28	YTextBox_TextChanged	44	1
29	KTextBox_TextChanged	49	1
30	drawPicture_Click	54	1
31	wrongXLabel	41	1
32	wrongYLabel	46	1
33	wrongKLabel	51	1
34	X	60,70,76	5
35	Y	61,70,76	5
34	numberOfFigures	65,68,74	3
35	polyLineList.Count	65	1
36	polyLineList	64,65,68,76	4
35	numberOfFigures	65,68,74	3
36	closeSecondTaskButton_Click	82	1
34	pointList.X	70	1
35	pointList.Y	70	1
34	250	64	1
35	1	65	1
36	0	74	1
Всего	36 операндов	88 строк	89 повторений

Таблица 14 Входные и выходные переменные программы

Входные переменные	Выходные переменные
inputNumberTextBox.Text	outputTextBox.Content
XTextBox.Text
YTextBox.Text
KTextBox.Text

Расчет характеристик программы:

Таблица 15 Значения метрик Холстеда для программы

Наименование характеристики	Обозначение и формула для вычисления	Значение
Число простых (уникальных) операторов и операций	n1	162
Число простых (уникальных) операндов	n2	131
Общее число всех операторов и операций	N1	730
Общее число всех операндов	N 2	372
Число входных и выходных переменных (параметров)	n 2^*	5
Словарь программы	n = n n	293
Длина реализации программы	N = N1 + N2	1102
Объем программы (в битах)	V = (N1 + N2)  log2(n 1 + n 2)	8211,15
Потенциальный объем программы	V^*= (n2^*+ 2) · log2(n2^*+ 2)	19,65
Уровень реализации программы	L = V^*/V	0,002
Уровень реализации языка	= L  V^*	0,0393
Работа программирования	E = V / L	4105575

Вывод

Уровень реализации исследуемой программы весьма низкий, так как потенциальный объем программы в значительной степени меньше ее реального объема (V^* = 19,65; V = 8211,15).

Оценка структурной сложности трех критериев и метрики Маккейба

Исходный граф

Исходный управляющий граф, построенный по алгоритму программы:

Рис. 2 Управляющий граф разработанной программы

Найдем цикломатическое число:

Z = m – n +2 = 28 – 22 + 2 = 8,

Где m – количество дуг, а n – количество вершин.

Модифицированный граф

Как видно, некоторые из вершин можно убрать, так как они образуют линейную последовательность операторов:

Рис. 3 Модифицированный управляющий граф разработанной программы

Цикломатическое число осталось таким же:

Z = m – n +2 = 22 – 16 + 2 = 8,

Первый критерий

Определяем минимальный набор маршрутов, проходящих через каждый оператор ветвления и по каждой дуге:

M₁: 1-2-3-4-6-7-4-6-9-10-13-4-6-9-10-11-12-9-10-11-13-4-2-3-14-16-20-14-16-19-14-2-22; p₁=22

Вычислим уровень сложности:

S₁= p ₁ = 22

Второй критерий

Определяем число проверок каждого линейно независимого цикла и линейно независимого циклического участка программы:

Общее число проверок = Z = 8 Таким образом, общее число циклических и ациклических участков в графе равно 8.

Циклические участки:

M₁: 2-3-4; p₁=3

M₂: 2-3-14; p₂=3

M₃: 4-6-7; p₃=2

M₄: 4-6-9-10-11-13; p₄ =4

M₅: 9-10-11-13; p₅ =2

M₆: 14-16-20; p₆=2

M₇: 14-16-19; p₇=2

Ациклические маршруты:

M₈: 1-2-22; p₈=1

Метрика структурной сложности:

S₂ = p₁+p₂+p₃+p₄+p₅+p₆+p₇+p₈ = 3+3+2+4+2+2+2+1 = 19