Исходные строки кода - Source lines of code

Строки исходного кода ( SLOC ), также известные как строки кода ( LOC ), представляют собой программную метрику, используемую для измерения размера компьютерной программы путем подсчета количества строк в тексте исходного кода программы . SLOC обычно используется для прогнозирования количества усилий, которые потребуются для разработки программы, а также для оценки производительности программирования или ремонтопригодности после создания программного обеспечения.

Методы измерения

Многие полезные сравнения включают в себя только порядок строк кода в проекте. Использование строк кода для сравнения проекта из 10 000 строк и проекта из 100 000 строк намного полезнее, чем при сравнении проекта из 20 000 строк и проекта из 21 000 строк. Хотя вопрос о том, как именно измерять строки кода, является спорным, расхождения на порядок величины могут быть четкими индикаторами сложности программного обеспечения или человеко-часов .

Существует два основных типа показателей SLOC: физический SLOC (LOC) и логический SLOC (LLOC). Конкретные определения этих двух показателей различаются, но наиболее распространенное определение физического SLOC - это количество строк в тексте исходного кода программы, исключая строки комментариев.

Логический SLOC пытается измерить количество исполняемых «операторов», но их конкретные определения привязаны к конкретным компьютерным языкам (одна простая логическая мера SLOC для C- подобных языков программирования - это количество точек с запятой в конце оператора). Намного проще создавать инструменты для измерения физического SLOC, а определения физических SLOC легче объяснить. Однако физические показатели SLOC чувствительны к логически несущественным соглашениям о форматировании и стилях, в то время как логический SLOC менее чувствителен к соглашениям о форматировании и стилях. Однако меры SLOC часто формулируются без их определения, и логический SLOC часто может значительно отличаться от физического SLOC.

Рассмотрим этот фрагмент кода C как пример неоднозначности, возникающей при определении SLOC: 

for (i = 0; i < 100; i++) printf("hello"); /* How many lines of code is this? */

В этом примере мы имеем:

  • 1 физическая строка кода (LOC),
  • 2 логические строки кода (LLOC) ( для оператора и оператора printf ),
  • 1 строка комментария.

В зависимости от программиста и стандартов кодирования указанная выше «строка» кода может быть записана на многих отдельных строках: 

/* Now how many lines of code is this? */
for (i = 0; i < 100; i++)
{
    printf("hello");
}

В этом примере мы имеем:

  • 4 физических строчки кода (LOC): стоит ли оценивать работу расстановки скобок?
  • Две логические строки кода (LLOC): как насчет всей работы по написанию строк без инструкций?
  • 1 строка комментария: инструменты должны учитывать весь код и комментарии независимо от размещения комментариев.

Даже «логические» и «физические» значения SLOC могут иметь большое количество различных определений. Роберт Э. Парк (в то время как в Институте программной инженерии ) и другие разработали структуру для определения значений SLOC, чтобы люди могли тщательно объяснять и определять меру SLOC, используемую в проекте. Например, большинство программных систем повторно используют код, и определение того, какой (если есть) повторно используемый код включить, важно при составлении отчета о показателе.

Происхождение

В то время, когда люди начали использовать SLOC в качестве метрики, наиболее часто используемые языки, такие как FORTRAN и язык ассемблера , были строчно-ориентированными языками. Эти языки были разработаны в то время, когда перфокарты были основной формой ввода данных для программирования. Одна перфокарта обычно представляет собой одну строку кода. Это был один дискретный объект, который легко пересчитать. Это был видимый результат работы программиста, поэтому менеджерам было разумно считать строки кода мерой производительности программиста, даже имея в виду такие, как « изображения карточек ». Сегодня наиболее часто используемые компьютерные языки предоставляют гораздо больше возможностей для форматирования. Текстовые строки больше не ограничены 80 или 96 столбцами, и одна строка текста больше не обязательно соответствует одной строке кода.

Использование мер SLOC

Меры SLOC несколько противоречивы, особенно в том смысле, что они иногда используются не по назначению. Эксперименты неоднократно подтверждали, что усилия сильно коррелируют с SLOC, то есть программы с более высокими значениями SLOC требуют больше времени для разработки. Таким образом, SLOC может быть эффективным при оценке усилий. Однако функциональность хуже коррелирует с SLOC: опытные разработчики могут разработать ту же функциональность с гораздо меньшим количеством кода, поэтому одна программа с меньшим количеством SLOC может демонстрировать больше функциональности, чем другая аналогичная программа. Подсчет SLOC в качестве показателя производительности имеет свои недостатки, поскольку разработчик может разработать только несколько строк и при этом быть гораздо более продуктивным с точки зрения функциональности, чем разработчик, который в конечном итоге создает больше строк (и обычно затрачивает больше усилий). Хорошие разработчики могут объединять несколько модулей кода в один модуль, улучшая систему, но при этом снижая производительность, поскольку они удаляют код. Более того, неопытные разработчики часто прибегают к дублированию кода , что крайне не рекомендуется, поскольку оно более подвержено ошибкам и требует больших затрат на обслуживание, но приводит к более высокому SLOC.

Подсчет SLOC вызывает дополнительные проблемы с точностью при сравнении программ, написанных на разных языках, если для нормализации языков не применяются поправочные коэффициенты. Различные компьютерные языки по-разному уравновешивают краткость и ясность; В качестве крайнего примера, большинству языков ассемблера потребуются сотни строк кода для выполнения той же задачи, что и несколько символов в APL . В следующем примере показано сравнение программы «hello world», написанной на C , и той же программы, написанной на COBOL - языке, который известен своей особенно многословностью.

C КОБОЛ 
#include <stdio.h>

int main() {
    printf("\nHello world\n");
}

      identification division.
      program-id. hello .
      procedure division.
      display "hello world"
      goback .
      end program hello .
Строки кода: 4
(без пробелов)		 Строк кода: 6
(без пробелов)

Другой все более распространенной проблемой при сравнении показателей SLOC является разница между автоматически сгенерированным и написанным вручную кодом. Современные программные инструменты часто имеют возможность автоматически генерировать огромные объемы кода с помощью нескольких щелчков мыши. Например, построители графического пользовательского интерфейса автоматически генерируют весь исходный код для графических элементов управления, просто перетаскивая значок в рабочее пространство. Работа, связанная с созданием этого кода, не может разумно сравниваться с работой, необходимой, например, для написания драйвера устройства. Точно так же, созданный вручную пользовательский класс GUI может быть более требовательным, чем простой драйвер устройства; отсюда и недостаток этой метрики.

Существует несколько моделей оценки затрат, графика и усилий, которые используют SLOC в качестве входного параметра, включая широко используемую серию моделей конструктивной модели затрат ( COCOMO ) Барри Боэма и др., PRICE Systems True S и SEER-SEM от Galorath . Несмотря на то, что эти модели продемонстрировали хорошую предсказательную силу, они хороши ровно настолько, насколько хороши оценки (в частности, оценки SLOC), предоставленные им. Многие выступали за использование функциональных точек вместо SLOC в качестве меры функциональности, но поскольку функциональные точки сильно коррелированы с SLOC (и не могут быть автоматически измерены), это не универсальная точка зрения.

Пример

По словам Винсента Maraia значения SLOC для различных операционных систем в Microsoft «s Windows NT линейки продуктов заключаются в следующем:

Год Операционная система SLOC (млн.)
1993 г. Windows NT 3.1 4–5
1994 г. Windows NT 3.5 7–8
1996 г. Windows NT 4.0 11–12
2000 г. Windows 2000 более 29
2001 г. Windows XP 45
2003 г. Windows Server 2003 50

Дэвид А. Уиллер изучил дистрибутив Red Hat операционной системы Linux и сообщил, что Red Hat Linux версии 7.1 (выпущенной в апреле 2001 г.) содержит более 30 миллионов физических SLOC. Он также экстраполировал, что, если бы он был разработан обычными собственными средствами, он потребовал бы около 8000 человеко-лет разработки и стоил бы более 1 миллиарда долларов (в долларах США 2000 года).

Позже аналогичное исследование было проведено для Debian GNU / Linux версии 2.2 (также известного как «Potato»); эта операционная система была первоначально выпущена в августе 2000 года. Это исследование показало, что Debian GNU / Linux 2.2 включает более 55 миллионов SLOC, и, если бы разработка производилась обычным частным способом, потребовалось бы 14 005 человеко-лет и 1,9 миллиарда долларов США на разработку. Более поздние прогоны использованных инструментов сообщают, что в следующем выпуске Debian было 104 миллиона SLOC, а по состоянию на 2005 год последний выпуск будет включать более 213 миллионов SLOC.

Год Операционная система SLOC (млн.)
2000 г. Debian 2.2 55–59
2002 г. Debian 3.0 104
2005 г. Debian 3.1 215
2007 г. Debian 4.0 283
2009 г. Debian 5.0 324
2012 г. Debian 7.0 419
2009 г. OpenSolaris 9,7
FreeBSD 8,8
2005 г. Mac OS X 10.4 86
1991 г. Ядро Linux 0.01 0,010239
2001 г. Ядро Linux 2.4.2 2,4
2003 г. Ядро Linux 2.6.0 5.2
2009 г. Ядро Linux 2.6.29 11.0
2009 г. Ядро Linux 2.6.32 12,6
2010 г. Ядро Linux 2.6.35 13,5
2012 г. Ядро Linux 3.6 15,9
2015-06-30 Ядро Linux до 4.2 20,2

Утилита

Преимущества

  1. Возможности автоматизации подсчета: поскольку строка кода является физическим объектом, ручные подсчеты можно легко исключить, автоматизируя процесс подсчета. Для подсчета LOC в программе могут быть разработаны небольшие утилиты. Однако утилита подсчета логического кода, разработанная для определенного языка, не может использоваться для других языков из-за синтаксических и структурных различий между языками. Однако были произведены физические счетчики LOC, которые учитывают десятки языков.
  2. Интуитивная метрика: строка кода служит интуитивной метрикой для измерения размера программного обеспечения, потому что ее можно увидеть, а эффект от нее можно визуализировать. Функциональные точки считаются скорее объективной метрикой, которую нельзя представить как физическую сущность, она существует только в логическом пространстве. Таким образом, LOC пригодится, чтобы выразить размер программного обеспечения среди программистов с низким уровнем опыта.
  3. Повсеместная мера: меры LOC используются с первых дней появления программного обеспечения. Таким образом, можно утверждать, что доступно больше данных LOC, чем любой другой показатель размера.

Недостатки

  1. Отсутствие подотчетности: мера по строкам кода страдает некоторыми фундаментальными проблемами. Некоторые думают, что бесполезно измерять продуктивность проекта, используя только результаты этапа кодирования, на который обычно приходится от 30% до 35% общих усилий.
  2. Отсутствие связи с функциональностью: хотя эксперименты неоднократно подтверждали, что, хотя усилия сильно коррелируют с LOC, функциональность хуже коррелирует с LOC. То есть опытные разработчики могут разработать ту же функциональность с гораздо меньшим количеством кода, поэтому одна программа с меньшим LOC может демонстрировать больше функциональности, чем другая аналогичная программа. В частности, LOC является плохим показателем производительности отдельных людей, потому что разработчик, который разрабатывает только несколько строк, может быть более продуктивным, чем разработчик, создающий больше строк кода - даже больше: некоторый хороший рефакторинг, такой как «метод извлечения», чтобы избавиться от него. избыточный код и его чистота в основном уменьшают количество строк кода.
  3. Неблагоприятное влияние на оценку: из-за факта, представленного в пункте № 1, оценки, основанные на строках кода, во всех возможных случаях могут оказаться неверными.
  4. Опыт разработчика: реализация определенной логики зависит от уровня опыта разработчика. Следовательно, количество строк кода отличается от человека к человеку. Опытный разработчик может реализовать определенные функции в меньшем количестве строк кода, чем другой разработчик с относительно меньшим опытом, хотя они используют тот же язык.
  5. Разница в языках: рассмотрим два приложения, которые предоставляют одинаковые функции (экраны, отчеты, базы данных). Одно из приложений написано на C ++, а другое - на таком языке, как COBOL. Количество функциональных точек будет точно таким же, но аспекты приложения будут другими. Строки кода, необходимые для разработки приложения, определенно не будут такими же. Как следствие, количество усилий, необходимых для разработки приложения, будет другим (часов на функциональную точку). В отличие от строк кода, количество функциональных точек останется постоянным.
  6. Появление инструментов с графическим пользовательским интерфейсом : с появлением языков программирования на основе графического интерфейса пользователя и таких инструментов, как Visual Basic , программисты могут писать относительно небольшой код и достигать высоких уровней функциональности. Например, вместо того, чтобы писать программу для создания окна и рисования кнопки, пользователь с графическим интерфейсом пользователя может использовать перетаскивание и другие операции с мышью для размещения компонентов в рабочей области. Код, который автоматически генерируется инструментом GUI, обычно не принимается во внимание при использовании методов измерения LOC. Это приводит к различиям между языками; та же задача, которая может быть выполнена в одной строке кода (или вообще без кода) на одном языке, может потребовать нескольких строк кода на другом.
  7. Проблемы с несколькими языками: в сегодняшнем сценарии программного обеспечения программное обеспечение часто разрабатывается на нескольких языках. Очень часто используется несколько языков в зависимости от сложности и требований. Отслеживание и отчетность о производительности и дефектах представляет собой серьезную проблему в этом случае, поскольку дефекты не могут быть отнесены к конкретному языку после интеграции системы. Функциональная точка в этом случае является лучшим средством измерения размера.
  8. Отсутствие стандартов подсчета: нет стандартного определения того, что такое строка кода. Учитываются ли комментарии? Включены ли декларации данных? Что произойдет, если оператор растянется на несколько строк? - Это вопросы, которые часто возникают. Хотя такие организации, как SEI и IEEE, опубликовали некоторые рекомендации в попытке стандартизировать подсчет, их трудно применить на практике, особенно в связи с тем, что каждый год вводятся все новые и новые языки.
  9. Психология: программист, продуктивность которого измеряется строками кода, будет иметь стимул писать излишне подробный код. Чем больше руководство сосредотачивается на строках кода, тем больше у программиста стимула расширять свой код ненужной сложностью. Это нежелательно, поскольку повышенная сложность может привести к увеличению затрат на обслуживание и увеличению усилий, необходимых для исправления ошибок.

В документальном фильме PBS « Триумф ботаников» исполнительный директор Microsoft Стив Баллмер раскритиковал использование подсчета строк кода:

В IBM есть религия в программном обеспечении, которая гласит, что нужно считать K-LOC, а K-LOC - это тысяча строк кода. Насколько велик проект? О, это своего рода проект 10K-LOC. Это 20K-LOCer. А это 50K-LOC. И IBM хотела сделать религию в отношении того, как нам платят. Сколько денег мы заработали на OS / 2 , сколько они сделали. Сколько K-LOC вы сделали? И мы продолжали убеждать их - эй, если у нас есть - у разработчика есть хорошая идея, и он может что-то сделать в 4K-LOC вместо 20K-LOC, должны ли мы зарабатывать меньше денег? Потому что он сделал что-то меньшее и быстрое, без K-LOC. K-LOCs, K-LOCs, это методология. Фу! В любом случае, от этой мысли у меня всегда морщится спина.

По данным Музея компьютерной истории, разработчик Apple Билл Аткинсон в 1982 году обнаружил проблемы с этой практикой:

Когда в 1982 году команда Lisa настаивала на доработке своего программного обеспечения, менеджеры проектов начали требовать от программистов еженедельно предоставлять отчеты о количестве написанных ими строк кода. Билл Аткинсон подумал, что это глупо. За неделю, в течение которой он переписал процедуры вычисления областей QuickDraw, чтобы они были в шесть раз быстрее и на 2000 строк короче, он поставил в форму «-2000». Еще через несколько недель менеджеры перестали просить его заполнять форму, и он с радостью выполнил.

Связанные термины

  • KLOC / к eɪ л ɒ к / KAY -lok : 1000 строк кода
    • KDLOC: 1000 доставленных строк кода
    • KSLOC: 1000 строк исходного кода
  • MLOC: 1000000 строк кода
  • GLOC: 1 000 000 000 строк кода

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Возможно, включая весь пакет iLife, а не только операционную систему и обычно связанные приложения.

использованная литература

дальнейшее чтение

внешние ссылки