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1178 软件学报 2026 年第 37 卷第 3 期

推荐方法的适应度函数. 代码质量指标能够评估开发人员所感知的代码质量, 识别设计缺陷并推荐从开发人员的
角度来进行有意义的代码重构. 基于现有研究 [58–60] , 我们考虑两种类型的代码质量指标, 用于自动衡量转换前后的
代码质量. 接下来, 我们将描述这两类代码质量指标.

表 2 CoDefense 的代码结构归一化规则的描述

ID 等价结构转换规则 描述 例子 (转换前) 例子 (转换后)
for (i=0;i < 9;i++){ i=0;
1 Loop s1 for和while循环语句的等价转换
Body;} while (i<9) {Body;i++;}
i=0; i=0;
2 Branch s2 if-else和switch-case条件语句的等价转换 if (i==1){ switch(i){
Body; case1:
} Body;}
是否使用条件语句中的逆否表达式 if (a>b){ if(!(a<=b)){
3 Branch s3
(>, <, >=, <=, ==, !=, &&, ||) Body;} Body;}
if (a > b){Body;} if ((a > b)||(a==b)){
4 Brabch s4 是否拆分多条件语句(||, &&)
if (a==b){Body;} Body;}
5 Type s5 基础类型转换(int, float) int a=0; long a=0;
int a; Body;
6 Variable s6 局部变量声明的位置(代码开始处、首次使用处) Body; int a;
a=c+d; a=c+d;
int a;
7 Variable s7 局部变量声明和初始化是否在同一行 int a=0;
a=0;
int a=0;
8 Variable s8 相同类型的变量定义/声明是否在同一行 int a, b=0, 1;
int b=1;
int c=10;
9 Constant s9 常量和变量的等价转换(int, float, double, long, String) int a=b+10;
int a=b+c;
a++; a+=1;
10 In/Decrement s10 自增/减操作的等价转换(++, −−)
– –b; b=b–1;
二元操作符两端的操作数是否交换 if (a > b){Body1;} if (b < a){Body1;}
11 Operand s11
(<, >, >=, <=, ==, !=, &&, ||, +, *) if (c && d){Body2;} if (d && c){Body2;}
是否使用复合赋值 a*=10; a=a*10;
12 Combined s12
(+=, −=, *=, /=, %=, <<=, >>=, &=, |=, ^=) b%=2; b=b%2;
13 Curly s13 是否省略花括号 if (a > b){ if (a > b)
b+=1;} b+=1;

(1) 代码复杂度. 降低代码复杂度是代码重构的主要目标之一 [60] . 我们使用 WMC (weighted methods per
class) [61] 指标来评估类的复杂度. WMC 的计算方式为给定类内所有方法的 McCabe’s cyclomatic complexity [62] 的总
和. 具体来说, 给定代码, 我们首先需要获取其控制流图, McCabe’s cyclomatic complexity 的计算公式为 E − N +2,
其中, E 表示控制流图的边的数量, N 表示控制流图的节点的数量. WMC 越高, 代码复杂度越高.
(2) 代码可读性. 代码可读性是软件工程领域比较关注的一个重要代码质量属性, 可读性更高的代码能提高开
发人员对于代码的可理解性. 为了测量可读性质量属性, 我们利用了两个最先进的指标. 第 1 个指标是 B&W [59] ,
它利用代码结构属性 (例如行的长度、分支的数量等) 来衡量代码的可读性. 第 2 个指标是 SRead [63] , 它利用了一
组完全基于代码词典分析的特征 (例如变量名的特异性、代码连贯性等) 来衡量代码的可读性.
与现有工作保持一致 [15,16] , CoDefense 会依此选择表 2 中定义的代码结构转换规则, 以执行代码结构归一化
处理. 针对每一条选定的代码结构转换规则, 源代码中可能存在多个潜在的应用位置, CoDefense 则依据它们在代
码中出现的位置顺序进行排序, 并依次对各个代码位置应用当前的代码结构转换规则. 对于每一条给定的代码结
构转换规则与特定代码位置, CoDefense 首先会评估转换前的代码质量指标 Quality = [WMC before ,B&W before ,
before
SRead before ], 然后在该代码位置应用特定代码结构归一化规则得到转换后的代码, 并重新计算相应的代码质量指标
Quality after = [WMC after ,B&W after ,SRead after ]. 为了量化代码结构转换对代码质量的影响, CoDefense 采用了一种代码