23、软件分析技术全面解析

软件分析技术全面解析

1. 控制流模型构建

在软件开发和分析中，控制流模型的构建是一个重要的进步。控制流会因为条件语句和控制流跳转而改变。基本块是一系列语句的集合，只要其中一条语句被执行，那么该块内的所有语句都会被执行。基本块通过控制流语句、过程调用和无条件语句相互连接，通常以有向图的形式呈现，还有一种相关形式是展示调用结构的调用图。

当控制流图构建完成后，我们可以进行以下活动：
- 路径计数 ：通常路径数量是无限的，因为图中目前没有变量信息，循环可能没有终止条件。
- 路径长度计算 ：可以用不同的单位来衡量，如代码行数、基本块数量。
- 路径生成 ：通常起始节点和每个终止节点是最受关注的。可能是最短或最长路径，以初始化开始或终止结束的路径，从特定点向前或向后的路径。

控制流模型的图论性质让我们可以衡量程序中的路径数量。例如，McCabe 的圈复杂度度量直接测量程序源代码中线性独立路径的数量。结构化程序的圈复杂度可以用有向图 G 来描述，图中包含程序的基本块，如果控制可以从一个基本块传递到另一个基本块，则它们之间有一条边。程序的圈复杂度定义为：
[V (G) = e - n + 2]
其中：
- (e) 是图的边数
- (n) 是图的节点数

假设每个出口点都连接回入口点，此时图被描述为强连通图。(V (G)) 计算图中存在的线性独立循环的数量，即那些自身不包含其他循环的循环，因此 (V (G)) 衡量的是平面有向图的大小。由于每个出口点都循环回到入口点，每个出口点至少有一个这样的