SE2-6. Übung Johannes Bürdek

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1 SE2-6. Übung Johannes Bürdek Fragen und Support: oder ins Forum: ES Real-Time Systems Lab Prof. Dr. rer. nat. Andy Schürr Dept. of Electrical Engineering and Information Technology Dept. of Computer Science (adjunct Professor)

2 Aufgabe 1 Metriken 01 public static double[] getminmax(float[] a){ 02 double min = Double.MAX_VALUE; 03 double max = -Double.MAX_VALUE; 04 double value; 05 for (int i=0; i<a.length; i++) { 06 value = a[i]; 07 if (value<min) 08 min = value; 09 if (value>max) 10 max = value; 11 } 12 double[] minandmax = new double[2]; 13 minandmax[0] = min; 14 minandmax[1] = max; 15 return minandmax; 16 } Live Variables Zeile Definitionsstelle Referenzierungsstelle Live Variables 1 a --- a 1 2 min --- min, a 2 3 max --- max, min, a max, min, a 3 5 i i,a max, min, a, i 4 6 value i,a value, max, min, a, i value, min value, max, min 3 8 min value value, max, min value, max value, max, min 3 10 max value value, max, min max, min 2 12 minandmax --- minandmax, max, min 3 13 minandmax minandmax, min minandmax, max, min 3 14 minandmax minandmax, max minandmax, max minandmax minandmax /12/2014 SE2 Übung 6

3 Aufgabe 1a) Live-Variables Skript: Live Variables ist durchschnittliche Anzahl lebendiger Variablen pro Zeile Lebendig := 1. Definitionsstelle bis letzte Definitions- oder Referenzierungsstelle Berechnung: Zeile Definitionsstelle Referenzierungsstelle Live Variables Live Variables 1 a --- a 1 2 min --- min, a 2 3 max --- max, min, a max, min, a 3 5 i i,a max, min, a, i 4 6 value i,a value, max, min, a, i value, min value, max, min 3 8 min value value, max, min value, max value, max, min 3 10 max value value, max, min max, min 2 12 minandmax --- minandmax, max, min 3 13 minandmax minandmax, min minandmax, max, min 3 14 minandmax minandmax, max minandmax, max minandmax minandmax Live Variables = 41/16 2, /12/2014 SE2 Übung 6

4 Aufgabe 1b) Variablenspanne Skript: Variablenspanne := Spanne zwischen zwei Verwendungsstellen Berechnung: [(5-1)+(6-5)]a + [(7-2)+(8-7)+(13-8)]min + [(9-3)+(10-9)+(14-10)]max + [(6-5)]i + [(7-6)+(8-7)+ (9-8)+(10-9)]value + [(13-12)+ (14-13)+ (15-14)]minAndMax)) / ((2)a + (3)min + (3)max + (1)i + (4)value + (3)minAndMax) = ([4+1]a + [5+1+5]min + [6+1+4]max + [1]i + [ ]value + [1+1+1]minAndMax)/14 = 35/16 = 2, /12/2014 SE2 Übung 6 Zeile Definitionsstelle Referenzierungsstelle Live Variables Live Variables 1 a --- a 1 2 min --- min, a 2 3 max --- max, min, a max, min, a 3 5 i i,a max, min, a, i 4 6 value i,a value, max, min, a, i value, min value, max, min 3 8 min value value, max, min value, max value, max, min 3 10 max value value, max, min max, min 2 12 minandmax --- minandmax, max, min 3 13 minandmax minandmax, min minandmax, max, min 3 14 minandmax minandmax, max minandmax, max minandmax minandmax

5 Halstead Metriken Operatoren Operatoren-Grundwerte für alle Formeln: n 1 := # unterschiedliche Operatoren N 1 := # verwendete Operatoren Zusätzliche gängige Operatoren: Methodenaufrufe Alle Boolesche-Operatoren Alle arithmetische Operatoren Kontrollstrukturen (IF, WHILE, ELSE, ) Für die Übung: Ausschließen von Klammern und Typenbezeichnern 6 11/12/2014 SE2 Übung 6

6 Halstead Metriken Java-Operatoren Standard Java-Operatoren:!!= % %= & && &= ( ) { } [ ] * *= =, = ->.... / /= : :: < << <<= <= = == > >= >> >>> >>= >>>=? ^ ^= = ~ ; =& # ## ~ Reservierte JAVA Kommandos: extern, register, static, typedef, virtual, mutable, inline, break, case, continue, if, else, enum, for, switch, new, return, private, protected, public, struct, sizeof, while, this, try, catch, throw, throws, finally, interface, instanceof, extends, implements, abstract,... Ternäre Ausdrücke (...?... :... ) als Ersatz für if-else Label einer GOTO-Anweisung Methoden, Funktionen, Anweisungen 7 11/12/2014 SE2 Übung 6

7 Aufgabe 1c) & d) 23 public static double[] getminmax(float[] a){ 24 double min = Double.MAX_VALUE; 25 double max = -Double.MAX_VALUE; 26 double value; 27 for (int i=0; i<a.length; i++) { 28 value = a[i]; 29 if (value<min) 30 min = value; 31 if (value>max) 32 max = value; 33 } 34 double[] minandmax = new double[2]; 35 minandmax[0] = min; 36 minandmax[1] = max; 37 return minandmax; 38 } Operatoren Anzahl Verwendungen = 9 for 1 < [] 3 if 2 length 1 > 1 new 1 return 1 n 1 =10 N 1 = /12/2014 SE2 Übung 6

8 Halstead Metriken Operanden Grundwerte für alle Formeln: Operanden (auch Konstanten) n 2 := # unterschiedliche Operanden N 2 := # verwendete Operanden Zusätzliche gängige Operanden: Fest codierte Strings Konstanten Null-Objekte Für die Übung: Parameter im Methodenaufruf mitzählen! (Nicht Methodendeklaration) 10 11/12/2014 SE2 Übung 6

9 Halstead Metriken Operanden Ausnahmen für die Übung Typenbezeichner (bool, byte, String, int, char, double, long, short, signed, unsigned, void,...) 11 11/12/2014 SE2 Übung 6

10 Aufgabe 1c) & d) 23 public static double[] getminmax(float[] a){ 24 double min = Double.MAX_VALUE; 25 double max = -Double.MAX_VALUE; 26 double value; 27 for (int i=0; i<a.length; i++) { 28 value = a[i]; 29 if (value<min) 30 min = value; 31 if (value>max) 32 max = value; 33 } 34 double[] minandmax = new double[2]; 35 minandmax[0] = min; 36 minandmax[1] = max; 37 return minandmax; 38 } 12 11/12/2014 SE2 Übung 6 Operatoren Anzahl Verwendungen = 9 for 1 < [] 3 if 2 length 1 > 1 new 1 return 1 n 1 =10 N 1 =21 Operanden Anzahl Verwendungen a 2 min 4 max 4 Double.MAX_VALUE 1 -Double.MAX_VALUE 1 value 6 i minandmax n 2 =11 N 2 =30

11 Aufgabe 1c) & d) 23 public static double[] getminmax(float[] a){ 24 double min = Double.MAX_VALUE; 25 double max = -Double.MAX_VALUE; 26 double value; 27 for (int i=0; i<a.length; i++) { 28 value = a[i]; 29 if (value<min) 30 min = value; 31 if (value>max) 32 max = value; 33 } 34 double[] minandmax = new double[2]; 35 minandmax[0] = min; 36 minandmax[1] = max; 37 return minandmax; 38 } Programmlänge (L) nach Halstead: L := n 1 * log 2 (n 1 ) + n 2 * log 2 (n 2 ) 71,269 =( 11 ) 10* log 2 (10) + 11* log 2 = 13 11/12/2014 SE2 Übung 6 Operatoren Anzahl Verwendungen = 9 for 1 < [] 3 if 2 length 1 > 1 new 1 return 1 n 1 =10 N 1 =21 Operanden Anzahl Verwendungen a 2 min 4 max 4 Double.MAX_VALUE 1 -Double.MAX_VALUE 1 value 6 i minandmax n 2 =11 N 2 =30

12 Aufgabe 1c) & d) 23 public static double[] getminmax(float[] a){ 24 double min = Double.MAX_VALUE; 25 double max = -Double.MAX_VALUE; 26 double value; 27 for (int i=0; i<a.length; i++) { 28 value = a[i]; 29 if (value<min) 30 min = value; 31 if (value>max) 32 max = value; 33 } 34 double[] minandmax = new double[2]; 35 minandmax[0] = min; 36 minandmax[1] = max; 37 return minandmax; 38 } Programmlänge (L) nach Halstead: L := n 1 * log 2 (n 1 ) + n 2 * log 2 (n 2 ) 71,269 =( 11 ) 10* log 2 (10) + 11* log 2 = Programmgröße (V) nach Halstead: V := N * log 2 (n) = 51 * log 2 (21) 223, /12/2014 SE2 Übung 6 Operatoren Anzahl Verwendungen = 9 for 1 < [] 3 if 2 length 1 > 1 new 1 return 1 n 1 =10 N 1 =21 Operanden Anzahl Verwendungen a 2 min 4 max 4 Double.MAX_VALUE 1 -Double.MAX_VALUE 1 value 6 i minandmax n 2 =11 N 2 =30

13 Aufgabe 1c) & d) 23 public static double[] getminmax(float[] a){ 24 double min = Double.MAX_VALUE; 25 double max = -Double.MAX_VALUE; 26 double value; 27 for (int i=0; i<a.length; i++) { 28 value = a[i]; 29 if (value<min) 30 min = value; 31 if (value>max) 32 max = value; 33 } 34 double[] minandmax = new double[2]; 35 minandmax[0] = min; 36 minandmax[1] = max; 37 return minandmax; 38 } Programmlänge (L) nach Halstead: L := n 1 * log 2 (n 1 ) + n 2 * log 2 (n 2 ) 71,269 =( 11 ) 10* log 2 (10) + 11* log 2 = Programmgröße (V) nach Halstead: V := N * log 2 (n) = 51 * log 2 (21) 223, /12/2014 SE2 Übung 6 Operatoren Anzahl Verwendungen = 9 for 1 < [] 3 if 2 length 1 > 1 new 1 return 1 n 1 =10 N 1 =21 Operanden Anzahl Verwendungen a 2 min 4 max 4 Double.MAX_VALUE 1 -Double.MAX_VALUE 1 value 6 i minandmax n 2 =11 N 2 =30

14 Zyklomatische Komplexität Berechnung Orientiert sich am Kontrollflussgraphen des Programmes! (siehe letzte Übung) Bedeutung Zyklomatische Komplexität: Maß für die Komplexität (unabhängige Pfade) eines Programms Berechnung: ZZ := E - N + 2k E := # Kanten N := # Knoten k := # Zusammenhangskomponenten (Methoden, Funktionen) 16 11/12/2014 SE2 Übung 6

15 Aufgabe 1e) Zyklomatische Komplexität nach McCabe 23 public static double[] getminmax(float[] a){ 24 double min = Double.MAX_VALUE; 25 double max = -Double.MAX_VALUE; 26 double value; 27 for (int i=0; i<a.length; i++) { 28 value = a[i]; 29 if (value<min) 30 min = value; 31 if (value>max) 32 max = value; 33 } 34 double[] minandmax = new double[2]; 35 minandmax[0] = min; 36 minandmax[1] = max; 37 return minandmax; 38 } Zyklomatische Komplexität: ZZ := E - N + 2k = *1 = /12/2014 SE2 Übung 6

16 Aufgabe 1f) Lines of Code 23 public static double[] getminmax(float[] a){ 24 double min = Double.MAX_VALUE; 25 double max = -Double.MAX_VALUE; 26 double value; 27 for (int i=0; i<a.length; i++) { 28 value = a[i]; 29 if (value<min) 30 min = value; 31 if (value>max) 32 max = value; 33 } 34 double[] minandmax = new double[2]; 35 minandmax[0] = min; 36 minandmax[1] = max; 37 return minandmax; 38 } 16 Lines of Code (LOC) Pro: Sehr einfach zu ermitteln Contra: - Kaum Aussagekraft bzgl. Komplexität des Programms 18 11/12/2014 SE2 Übung 6

17 Aufgabe 2 Metrikanalysen mit Eclipse Aufgabe 2a) Metrics View des Projekts Bsp. für Aufgabe 2c) und Aufgabe 2e) Aufgabe 2b) Aufgabe 2d) Metrik listet die Anzahl der Parameter auf (Indiz für hohe Komplexität(?)) 19 11/12/2014 SE2 Übung 6

18 Aufgabe 2 (Fortsetzung) Aufgabe 2f) 19 Parameter übersteigt zwar den Schwellenwert, lässt aber noch keine definitive Aussage über die Qualität der Methode zu, sondern gibt nur einen Hinweis an welcher Stelle man nochmal genau hinschauen sollte. Aufgabe 2g) Programmlänge = 68 Programmgröße = 315, /12/2014 SE2 Übung 6

19 Pair-wise Testing (auch All-Pairs Testing) Ziel: Reduktion der Testfälle Bei nahezu gleichbleibender Fehlerentdeckungsquote (empirisch) Betrachtet werden voneinander abhängige Parameter Im Gegensatz zum kombinatorischen Testen, wird nur jede pos. Äquivalenzklasse einmal mit einer positiven Äquivalenzklasse der anderen Parameter überprüft keine redundanten Kombinationen! Gibt es noch als three-wise, four-wise, n-wise testing 21 11/12/2014 SE2 Übung 6

20 Pair-wise Testing - Beispiel String a Int b 1. Normal in Kombination setzen x y z Gezielt nach noch nicht existierenden Kombinationen suchen Für 2 Variablen ist es recht trivial (nur Schritt 1) Mit 3 und 4 Variablen kommt es in der Übung dran und im Skript a b x 10 x 20 x 30 y 10 y 20 y 30 z 10 z 20 z /12/2014 SE2 Übung 6

21 That s All Folks! 23 11/12/2014 SE2 Übung 6