1.2  案例的定量评估

我们依据以下指标对8个C++(www.cppentry.com)开源项目进行定量化评估。

1．学生兴趣。从教育心理学角度，如果学习者对一个开源项目感兴趣，他就会积极主动地探询C++(www.cppentry.com)的语言特性是如何被应用在他所关注的项目中的，这可以大幅提高学习效率。为了得到定量的数据，我们对南开大学软件学院114名一年级本科生进行了问卷调查。具体地说，我们演示了这8个开源项目的功能，让每个学生独立地填写一个调查表。每个学生对一个项目感兴趣的程度用数字1～5表示，5表示最感兴趣，1表示最不感兴趣，感兴趣程度从1到5逐渐过渡。最后我们计算所有学生对一个项目兴趣程度的平均值。

2．代码规模。规模太大的开源项目将大幅增加学习者的学习难度和学习周期，规模太小的项目将无法展示C++(www.cppentry.com)语言解决复杂问题的能力，我们需要在两者之间折中。我们依据源代码行数（Line of Code，LOC）以及源代码中的类型数量来评测一个项目的规模。

3．代码质量。精确地评估一个软件系统的代码质量是比较困难的，这需要专家仔细研读软件的代码以及文档，评估其设计是否精良，是否具有良好的可扩展性、可移植性，源代码是否严格遵循某种编码规范，评估其运行时的性能、健壮程度等。8个C++(www.cppentry.com)开源项目的代码总量约为53万行，进行人工评估显然是不现实的。我们选择以下两个可以量化的指标来评估一个项目的代码质量。

（1）代码中注释部分的比例。适当比例的注释可以提高代码的可读性，同时也能体现编程(www.cppentry.com)人员的仔细与严谨。

（2）内聚性（cohesion）。所谓内聚性，是指一个类的成员变量和成员函数之间的耦合程度。较高的内聚性往往意味着较高的代码质量。有多种度量内聚性的方法，我们采用LCOM-HS（Lack of Cohesion of Methods，提出者为Henderson-Sellers）度量，其取值范围为0～2，越大表示内聚性越差。

4．C++(www.cppentry.com)特性的应用。有的开源项目虽然宣称是使用C++(www.cppentry.com)语言开发的，但是大部分代码是C语言编写的，只用到"封装"这样简单的C++(www.cppentry.com)特性。为了评判一个开源项目是否大量使用了C++(www.cppentry.com)特性，我们选择了以下三个指标。

（1）名字空间（namespace）的个数。在一个中、大型软件项目中，合理使用名字空间可以有效避免名字冲突，提高软件系统的模块化程度。

（2）继承的个数。类的继承是面向对象编程(www.cppentry.com)思想的典型特征，是实现多态性的必要条件。

（3）模板（template）的个数。除了使用面向对象思想，现代C++(www.cppentry.com)项目还大量使用模板技术，以实现泛型编程(www.cppentry.com)（generic programming）的思想。

以下工具可以定量地评估一个C++(www.cppentry.com)项目的规模与质量。

（1）SourceAudit（www.frontendart.com），由FrontEndART公司开发，该工具甚至还可以分析出C++(www.cppentry.com)程序中是否应用了设计模式。

（2）Telelogic公司的logiscope，对一个软件系统的可维护性、可重用性、可测试性、可读性等进行评估。该公司于2008年被IBM收购，该产品演化为Rational Software Analyzer。

（3）CppDepend（www.cppdepend.com），能够对C++(www.cppentry.com)程序进行60多个指标的测量，其中有些是关于代码结构的（如类及名字空间的数量），有些是关于代码质量的（比如程序注释比例，内聚性，项目稳定度等）。该工具还可以直观地显示程序模块、类、函数之间的依赖性。它将被分析的源代码当作数据库来处理，允许用户使用一种代码查询语言（Code Query Language，CQL）对源代码做各种分析。

由于CppDepend小巧（约8.6M字节）、灵活（支持代码查询语言）、被允许在学术机构中免费使用，我们选择了该工具。它生成的分析报告只含有部分评估指标，我们应该使用代码查询语言获得其他评估指标。关于该软件的使用（尤其是代码查询语言的规范），请参考其官方网站，本文不再赘述。

8个C++(www.cppentry.com)开源项目的定量化评估结果如表1 1所示。由于整个Qt库的规模太大，我们仅选择了其核心模块QtCore以及QtGui作为分析对象。表中，LOC表示代码行数（Line Of Code），Types表示类型的数量，Comm表示注释行与总代码行的比值，LCOM表示内聚性较差的类在所有类型中的比例，NSpace表示名字空间的数量，Templates和Inherits分别表示模板与继承的数量。

表1 1  8个C++(www.cppentry.com)开源项目的定量化评估结果

学生们最感兴趣的是Qt，这归因于该软件包的示例程序所展现的强大的图形/图像处理能力。其次，学生们感兴趣的是K3DSurf，这归因于该软件所展现的精美的数学函数曲面。Qt、Celestia和Winmerge都大量使用了名字空间、模板以及继承，表明它们都能成为C++(www.cppentry.com)语言的案例。由于学生们对Winmerge不感兴趣，我们应该在Qt和Celestia两者中选择一个。考虑到Qt不但可以作为C++(www.cppentry.com)语言的案例，同时也是一款功能强大的跨平台C++(www.cppentry.com)类库，研究该类库不但可以学习C++(www.cppentry.com)语言特性，还可以使用它来开发桌面应用程序，因此，我们最终选择了Qt。