পাথ কভারেজ ও সাইক্লোমেটিক কমপ্লেক্সিটি

১ · পাথ কভারেজ: প্রতিটি রুট আলাদাভাবে গুরুত্বপূর্ণ

পাথ কভারেজPath Coverageএকটি ফাংশনের কন্ট্রোল-ফ্লো গ্রাফের মধ্য দিয়ে সম্ভাব্য প্রতিটি স্বতন্ত্র (independent) রুটে অন্তত একটি টেস্ট কেস চলে গেছে কি না তার পরিমাপ। L23-এ আমরা দেখেছি ব্রাঞ্চ কভারেজ প্রতিটি একক সিদ্ধান্তের উভয় দিক আলাদাভাবে যাচাই করে। কিন্তু যখন একটি ফাংশনে একাধিক সিদ্ধান্ত একসাথে থাকে, তখন সেগুলোর কম্বিনেশন — অর্থাৎ একটি নির্দিষ্ট ক্রমে একাধিক শর্ত মিলে যে "পথ" তৈরি হয় — সেটিও গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে। দুটো if স্টেটমেন্ট থাকা একটি ফাংশনে প্রতিটি if-এর ব্রাঞ্চ আলাদাভাবে ১০০% কভার হয়ে গেলেও, "প্রথমটি True আর দ্বিতীয়টি False" নির্দিষ্ট কম্বিনেশনটি হয়তো কখনো একসাথে টেস্ট করা হয়নি — সেটিই একটি অ-কভার হওয়া পাথ।

একটি ফাংশনে সিদ্ধান্ত-বিন্দু যত বাড়ে, সম্ভাব্য পাথের সংখ্যা তত দ্রুত (সূচকীয় হারে) বেড়ে যায় — তাই বাস্তবে "১০০% পাথ কভারেজ" প্রায়ই অবাস্তব লক্ষ্য হয়ে দাঁড়ায়, বিশেষ করে লুপ থাকলে। এই কারণেই আমাদের একটি সংখ্যাগত ধারণা দরকার — একটি ফাংশন কতটা জটিল, অর্থাৎ তাতে কতগুলো স্বতন্ত্র পথ থাকতে পারে — যা দিয়ে আমরা বুঝতে পারি কোন ফাংশনগুলোতে সবচেয়ে বেশি টেস্ট-মনোযোগ দরকার। এই সংখ্যাগত ধারণাটিই সাইক্লোমেটিক কমপ্লেক্সিটি।

২ · সাইক্লোমেটিক কমপ্লেক্সিটি: সূত্র ও একটি কাজ-করা এস্টিমেটর

সাইক্লোমেটিক কমপ্লেক্সিটিCyclomatic Complexityএকটি ফাংশনের কন্ট্রোল-ফ্লো গ্রাফে থাকা স্বতন্ত্র (independent) লিনিয়ার পথের সংখ্যার একটি সুপরিচিত, প্রতিষ্ঠিত পরিমাপ — সাধারণত M = 1 + সিদ্ধান্ত-বিন্দুর সংখ্যা হিসেবে গণনা করা হয়। হলো ১৯৭৬ সালে টমাস ম্যাককেব প্রবর্তিত একটি সুপরিচিত, ব্যাপকভাবে-স্বীকৃত মেট্রিক। সূত্রটি সহজ: $$M = 1 + D$$ যেখানে $D$ হলো ফাংশনের ভেতরের মোট সিদ্ধান্ত-বিন্দুর (decision point) সংখ্যা — প্রতিটি if, elif, for, while, এবং প্রতিটি কম্পাউন্ড কন্ডিশনের and/or একটি করে নতুন স্বতন্ত্র পথের সম্ভাবনা তৈরি করে। বেসলাইন +1 ধরা হয় কারণ কোনো সিদ্ধান্ত-বিন্দু না থাকলেও ফাংশনের মধ্য দিয়ে অন্তত একটি পথ (উপর থেকে নিচে, সরলরৈখিকভাবে) সবসময় থাকে।

সত্যিকারের টুল (radon, McCabe checker) ফাংশনের AST (Abstract Syntax Tree) পার্স করে প্রতিটি সিদ্ধান্ত-বিন্দু নির্ভুলভাবে গোনে — কমেন্ট বা স্ট্রিং লিটারেলের ভেতরের টেক্সট কখনো ভুল করে গোনে না। এই sandbox-এ থার্ড-পার্টি প্যাকেজ নেই, তাই নিচে আমরা একটি সরলীকৃত approximation বানাচ্ছি — সোর্স কোডের টেক্সটে সরাসরি কিওয়ার্ড খুঁজে গোনা। এটি স্পষ্টভাবে বলে রাখা দরকার: এটি একটি teaching-grade সরলীকরণ, একটি পূর্ণাঙ্গ AST-ভিত্তিক টুল নয় — বাস্তব প্রজেক্টে সঠিক কমপ্লেক্সিটি মাপতে radon-এর মতো ডেডিকেটেড টুল ব্যবহার করা উচিত।

import re

def estimate_cyclomatic_complexity(name, source):
    # সরলীকৃত approximation: সোর্স কোডে সিদ্ধান্ত-বিন্দুর কিওয়ার্ড খুঁজে গোনা।
    # সত্যিকারের টুল (radon, McCabe checker) AST পার্স করে নির্ভুলভাবে গোনে --
    # এখানে আমরা \b...\b (word-boundary) রেজেক্স দিয়ে ভুল ম্যাচ (যেমন "order"-এর
    # ভেতরের "or") এড়াচ্ছি, কিন্তু কমেন্ট/স্ট্রিং-এর ভেতরের কিওয়ার্ডও গুনে ফেলতে পারে --
    # তাই এটি একটি আনুমানিক সংখ্যা, চূড়ান্ত সত্য নয়। (নোট: একটি সাধারণ .py ফাইলে
    # inspect.getsource(func) দিয়ে সরাসরি সোর্স আনা যেত -- কিন্তু এই লেসন-স্যান্ডবক্সে কোড
    # exec() দিয়ে চলে, তাই কোনো real ফাইল না থাকায় inspect.getsource() কাজ করে না; তাই
    # ফাংশনের সোর্স এখানে সরাসরি স্ট্রিং হিসেবে দেওয়া হলো।)
    decision_keywords = ["if", "elif", "for", "while", "and", "or"]
    keyword_counts = {}
    decision_points = 0
    for kw in decision_keywords:
        count = len(re.findall(r"\b" + kw + r"\b", source))
        keyword_counts[kw] = count
        decision_points += count
    complexity = 1 + decision_points
    return complexity, keyword_counts


add_tax_source = '''def add_tax(price, tax_rate):
    return price * (1 + tax_rate)
'''

validate_order_source = '''def validate_order(order):
    if order is None:
        return False
    if order.get("total", 0) <= 0:
        return False
    items = order.get("items", [])
    for item in items:
        if item.get("qty", 0) <= 0 or item.get("price", 0) < 0:
            return False
    if order.get("total", 0) > 0 and len(items) > 0:
        return True
    return False
'''

for name, source in (("add_tax", add_tax_source), ("validate_order", validate_order_source)):
    complexity, breakdown = estimate_cyclomatic_complexity(name, source)
    print(f"{name}():")
    print(f"  কিওয়ার্ড ব্রেকডাউন: {breakdown}")
    print(f"  আনুমানিক সাইক্লোমেটিক কমপ্লেক্সিটি: {complexity}")
    print(f"  -> পূর্ণ পাথ কভারেজের জন্য মোটামুটি {complexity}টি স্বতন্ত্র টেস্ট কেস দরকার হতে পারে\n")