Stateflow 哈尔斯特德复杂度

自 R2024a 起

度量 ID

slcomp.StateflowHalsteadComplexity

描述

Halstead 复杂度度量衡量代码的大小和复杂度，可以帮助您监控代码质量、识别设计中的复杂区域并解决软件可维护性问题。

使用此度量来计算 Stateflow^® 图中的运算符和操作数，并使用 Halstead 复杂度度量计算设计量和难度。

支持的工件

您可以针对Units和组件收集此度量。要控制仪表板将哪些对象分类为单元或组件，请参阅将模型按层级结构分类为组件或单元。

计算详细信息

运算符和操作数

运算符指定影响变量内容的操作。操作数是运算符作用的基本逻辑单元。

度量：

使用以下定义：
- Stateflow 运算符
  对于 Stateflow 图，该度量统计以下操作数：
  框
  条件动作
  entry 端口
  事件
  退出端口
  图形函数 (Stateflow.Function)
  历史交汇点
  结点
  Simulink^® 函数
  动作期间的状态
  状态 entry 操作
  状态退出操作
  状态函数绑定
  状态 Moore 操作
  子图
  过渡行动
  过渡条件
  转移
  触发器
  真值表
  对于 Stateflow 真值表，该度量统计以下操作数：
  操作表列中操作列的操作
  条件表的条件列中的条件，以及条件表从动作表调用的任何操作。
  决策栏中的决策
- MATLAB 运算符
  该度量统计了 MATLAB^® 运算符的数量，包括：
  二元运算符和一元运算符，包括：
  
  算术运算符类似于 +
  关系运算符类似于 ==
  逻辑运算符类似于 &
  
  方括号 [] 和花括号 {} 等括号
  条件语句类似于 if 和 switch（包括关键字 end）
  调用局部函数
  逗号 (,)
  函数定义
  循环控制语句类似于 for 和 while（包括关键字 end）
  MATLAB 关键字类似于 continue 和 return
- Stateflow 操作数
  该度量统计的 Stateflow 操作数包括：
  原子子图 (Stateflow.AtomicSubchart)
  符号窗格中的数据 (Stateflow.Data)
  符号窗格中的事件 (Stateflow.Event)
  基于 Simulink 的状态 (Stateflow.SimulinkBasedState)
  状态 (Stateflow.State)
- MATLAB 操作数
  该度量将常量和变量作为 MATLAB 操作数进行计数。
  
  注意
  由于静态代码分析的局限性，该度量还将对外部定义函数的调用计为 MATLAB 操作数。该度量使用静态分析来分析代码，而无需执行代码。使用静态分析时，该度量无法区分变量和在单独的函数文件中定义的函数调用。
忽略您注释掉的对象。
忽略未解析的符号。
忽略条件表和动作表中的空行和空列。
忽略存在语法错误的 Stateflow 状态和转换。

哈尔斯特德卷

该度量使用公式 $V = (N 1 + N 2) \times \log_{2} (n 1 + n 2)$ 计算 Halstead 体积 V。其中，N1 为运算符总数，N2 为操作数总数，n1 为唯一运算符数，n2 为唯一操作数数。

霍尔斯特德难度

该度量使用公式 $D = \frac{n 1}{2} \times \frac{N 2}{n 2}$ 计算 Halstead 难度 D。n1 是唯一运算符的数量，N2 是操作数的总数，n2 是唯一操作数的数量。

收集

要收集此度量的数据，请执行度量引擎并使用度量 ID slcomp.StateflowHalsteadComplexity 和 getMetrics。

metric_engine = metric.Engine;
execute(metric_engine,"slcomp.StateflowHalsteadComplexity");
results = getMetrics(metric_engine,"slcomp.StateflowHalsteadComplexity")

结果

此度量返回工程中各单元和组件中每个 Stateflow 设计层的度量结果。Stateflow 设计层是一个工件，就像 Stateflow 图、状态或真值表一样，它在 Stateflow 中有自己的画布。

对于每个 Stateflow 设计层，该度量返回一个 metric.Result 对象，其属性包括：

Value - 包含以下字段的结构体：
- TotalOperators - Stateflow 运算符和 MATLAB 运算符的数量
- TotalOperatorsSF - Stateflow 运算符的数量
- TotalOperatorsML - MATLAB 运算符的数量
- UniqueOperators - 唯一 Stateflow 运算符和 MATLAB 运算符的数量
- UniqueOperatorsSF - 唯一 Stateflow 运算符的数量
- UniqueOperatorsML - 唯一 MATLAB 运算符的数量
- TotalOperands - Stateflow 操作数和 MATLAB 操作数的数量
- TotalOperandsSF - Stateflow 操作数的数量
- TotalOperandsML - MATLAB 操作数的数量
- UniqueOperands - 唯一操作数 Stateflow、UniqueOperandsSF 和唯一操作数 MATLAB、UniqueOperandsML 的总和
- UniqueOperandsSF - Stateflow 中的每个操作数都是唯一的，因此 UniqueOperandsSF 等于 TotalOperandsSF
- UniqueOperandsML - 唯一 MATLAB 操作数的数量
- Volume - 设计层的大小
- Difficulty - 估算设计层读写的难易程度
Scope - 包含设计层信息的结构体

有关该度量如何计算度量结果的信息，请参阅计算详细信息。

参考

[1] Halstead, Maurice H. Elements of Software Science. New York: North Holland, 1979.

[2] Stürmer, Ingo, Hartmut Pohlheim, and Thorsten Rogier. 2010. "Berechnung und Visualisierung der Modellkomplexität bei der modellbasierten Entwicklung sicherheitsrelevanter Software." In Automotive - Safety & Security, edited by B. Keller et al., 69-82. Aachen: Shaker Verlag.

[3] Yu, Sheng, and Shijie Zhou. “A Survey on Metric of Software Complexity.” In 2010 2nd IEEE International Conference on Information Management and Engineering, 352–56, 2010. https://doi.org/10.1109/ICIME.2010.5477581.