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代码分析技术知识体系

静态代码分析技术

代码结构分析

• 类图分析：类的继承关系、组合关系、依赖关系
• 调用图分析：函数调用关系、调用深度、循环调用检测
• 数据流分析：变量的定义-使用链、数据依赖关系
• 控制流分析：程序执行路径、分支覆盖、循环结构

代码质量度量

复杂度度量
├── 圈复杂度 (Cyclomatic Complexity)
├── 认知复杂度 (Cognitive Complexity)
├── 嵌套深度 (Nesting Depth)
└── 函数长度 (Function Length)

耦合度度量
├── 传入耦合 (Afferent Coupling)
├── 传出耦合 (Efferent Coupling)
├── 不稳定性 (Instability)
└── 抽象度 (Abstractness)

内聚度度量
├── 功能内聚 (Functional Cohesion)
├── 顺序内聚 (Sequential Cohesion)
├── 通信内聚 (Communicational Cohesion)
└── 过程内聚 (Procedural Cohesion)

设计模式识别

• 创建型模式：单例、工厂、建造者模式的代码特征
• 结构型模式：适配器、装饰器、外观模式的识别
• 行为型模式：观察者、策略、命令模式的分析
• 反模式识别：代码异味、反模式的检测和分析

动态代码分析技术

运行时行为分析

• 性能分析：CPU使用率、内存使用、I/O操作分析
• 内存分析：内存泄漏检测、内存使用模式分析
• 并发分析：线程安全性、死锁检测、竞态条件
• 异常分析：异常抛出路径、异常处理覆盖率

测试覆盖率分析

覆盖率类型
├── 语句覆盖率 (Statement Coverage)
├── 分支覆盖率 (Branch Coverage)
├── 条件覆盖率 (Condition Coverage)
├── 路径覆盖率 (Path Coverage)
└── 函数覆盖率 (Function Coverage)

架构分析技术

分层架构分析

• 层次识别：表示层、业务层、数据层的识别
• 层间依赖：层间调用关系、依赖方向分析
• 架构违规：跨层调用、循环依赖的检测
• 接口分析：层间接口设计的合理性评估

模块化分析

• 模块边界：模块职责划分、边界清晰度
• 模块依赖：模块间依赖关系、依赖强度
• 模块内聚：模块内部元素的相关性
• 模块耦合：模块间的耦合类型和强度

组件架构分析

组件分析维度
├── 功能维度
│   ├── 单一职责原则
│   ├── 开闭原则
│   └── 接口隔离原则
├── 结构维度
│   ├── 组件大小
│   ├── 组件复杂度
│   └── 组件依赖
└── 质量维度
    ├── 可测试性
    ├── 可维护性
    └── 可扩展性

C++特定分析技术

内存管理分析

• RAII模式：资源获取即初始化的应用分析
• 智能指针使用：unique_ptr、shared_ptr、weak_ptr的使用模式
• 内存泄漏检测：动态分配内存的生命周期分析
• 栈溢出检测：递归深度、大对象栈分配分析

现代C++特性分析

• 移动语义：移动构造函数、移动赋值操作符的使用
• Lambda表达式：闭包捕获、生命周期分析
• 模板元编程：模板特化、SFINAE技术的应用
• 并发编程：std::thread、std::mutex、std::atomic的使用

Qt特定分析

• 信号槽连接：连接类型、生命周期、性能影响
• 对象树管理：父子关系、自动销毁机制
• 事件处理：事件传播、事件过滤器使用
• 绘制性能：重绘频率、绘制区域优化

代码审查技术

审查清单方法

功能正确性
├── 业务逻辑实现
├── 边界条件处理
├── 异常情况处理
└── 算法正确性

代码质量
├── 可读性
├── 可维护性
├── 性能考虑
└── 安全性

设计质量
├── 架构合理性
├── 设计模式应用
├── 接口设计
└── 扩展性考虑

同行评审技术

• 结构化评审：按照预定义的检查点进行评审
• 场景化评审：基于使用场景的代码评审
• 工具辅助评审：使用静态分析工具辅助评审
• 增量评审：针对代码变更的增量评审

重构分析技术

代码异味识别

• 长方法：方法过长的识别和分解策略
• 大类：类职责过多的识别和拆分
• 重复代码：代码重复的检测和消除
• 数据泥团：相关数据的组织和封装

重构安全性分析

• 依赖分析：重构影响范围的分析
• 测试覆盖：重构前的测试准备
• 渐进式重构：小步骤重构的策略
• 回归测试：重构后的验证方法

性能分析技术

性能瓶颈识别

• CPU密集型分析：算法复杂度、循环优化
• I/O密集型分析：文件操作、网络操作优化
• 内存密集型分析：内存分配模式、缓存效率
• 并发性能分析：线程竞争、锁争用分析

性能优化策略

优化层次
├── 算法层优化
│   ├── 时间复杂度优化
│   ├── 空间复杂度优化
│   └── 数据结构选择
├── 实现层优化
│   ├── 循环优化
│   ├── 内存访问优化
│   └── 编译器优化
└── 架构层优化
    ├── 缓存策略
    ├── 异步处理
    └── 负载均衡

安全性分析技术

安全漏洞检测

• 缓冲区溢出：边界检查、输入验证
• 注入攻击：SQL注入、命令注入的防护
• 权限提升：权限检查、访问控制
• 信息泄露：敏感信息的保护措施

安全编码实践

• 输入验证：所有外部输入的验证策略
• 输出编码：防止XSS攻击的编码技术
• 错误处理：安全的错误信息处理
• 加密应用：密码学算法的正确使用

工具化分析技术

静态分析工具

• Clang Static Analyzer：C++静态分析工具
• Cppcheck：C++代码检查工具
• SonarQube：代码质量管理平台
• PC-lint：C/C++静态分析工具

动态分析工具

• Valgrind：内存错误检测工具
• AddressSanitizer：地址错误检测工具
• ThreadSanitizer：线程错误检测工具
• Perf：Linux性能分析工具

Qt专用工具

• Qt Creator Analyzer：Qt集成的分析工具
• QML Profiler：QML性能分析工具
• Qt Test Framework：Qt单元测试框架
• Qt Designer：UI设计和分析工具