[论文解读] Research trends in structural software complexity

Tom Mens|arXiv (Cornell University)|Aug 4, 2016

Software Engineering Research参考文献 80被引用 10

一句话总结

本文回顾了过去四十年在软件结构复杂性研究方面的成果，分析了其度量方法及在控制软件系统演化中的应用。文章识别出关键挑战与新兴趋势，对软件工程领域当前知识与未来研究方向进行了全面综合。

ABSTRACT

There are many dimensions of software complexity. In this article, we explore how structural complexity is measured and used to study and control evolving software systems. We also present the current research challenges and emerging trends in this domain that has remained active for nearly four decades, and continues to evolve.

研究动机与目标

• 分析近四十年来软件结构复杂性研究的演变过程与当前状态。
• 识别用于度量和管理软件系统结构复杂性的核心度量指标与技术。
• 突出该领域中持续存在的挑战与新兴研究趋势。
• 为希望提升软件可维护性与可演化性的研究人员和实践者，提供现有知识的综合总结。

提出的方法

• 聚焦软件工程领域中结构复杂性的学术文献系统性综述。
• 基于理论基础与实际应用对复杂性度量指标进行分类。
• 分析结构复杂性度量在软件开发与维护流程中的整合方式。
• 通过主题综合识别重复出现的主题、方法论转变及开放性研究问题。
• 使用引文分析与领域映射技术，追踪关键概念与工具的演变轨迹。
• 将研究发现整合为对当前挑战与未来研究方向的连贯性概述。

实验结果

研究问题

• RQ1 过去40年来，软件结构复杂性的度量方法经历了怎样的演变？
• RQ2 在软件系统中，哪些度量指标被最广泛地用于评估结构复杂性？
• RQ3 在实际软件演化过程中，应用结构复杂性度量面临哪些关键挑战？
• RQ4 哪些新兴趋势与研究方向正在塑造结构复杂性研究的未来？
• RQ5 当前的结构复杂性研究方法在多大程度上支持了软件的可维护性与质量？

主要发现

• 自20世纪80年代以来，软件结构复杂性始终是软件工程领域的核心关注点，研究兴趣持续不减。
• 各类度量指标（如圈复杂度、耦合度与内聚度）持续被使用，但其采用程度与验证水平存在差异。
• 尽管研究广泛，但目前仍无被普遍接受的结构复杂性度量标准。
• 新兴趋势包括与静态分析工具的集成、基于模型的方法，以及对工具支持的复杂性管理日益增长的关注。
• 研究仍在努力解决将结构复杂性度量与实际软件质量及可维护性有效关联的挑战。
• 本文指出，未来研究亟需更多实证验证与标准化评估框架。