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Was ist Codequalität?

Die Codequalität – die Herstellung von Software ohne kritische Fehler, die ihre funktionalen und nichtfunktionalen Anforderungen erfüllt – sollte immer zu den Hauptzielen eines Projekts gehören. Aber auch andere Metriken wirken sich auf die Codequalität aus, wie beispielsweise die Einführung von Prozessen im Softwareentwicklungslebenszyklus, die die Produktion von hochwertigem Code sicherstellen.

Was ist Codequalität?

Die Bestimmung der Codequalität kann subjektiv und offen für Argumente sein. Schließlich gibt es verschiedene Zwecke und Kritikalitätsgrade, denen Code dient.

Hochwertiger Code und Codezeilen auf einem verzerrten Computerbildschirm.

Code, der Ihre Rechtschreibung beim Schreiben eines Dokuments überprüft, ist im Vergleich zu Code, der Ihren implantierbaren Kardioverter-Defibrillator bei der Behandlung von plötzlichem Herztod aufgrund ventrikulärer Tachyarrhythmien betreibt, nicht sehr kritisch. Die meisten werden jedoch mit der Behauptung übereinstimmen, dass fehlerfreier Code, der seine beabsichtigte Funktion zuverlässig ausführt, die Codequalität definiert. Die Wartbarkeit der Funktionalität ist unabhängig davon von entscheidender Bedeutung.

Es gibt jedoch andere Eigenschaften des Codes, die zu einem qualitativ hochwertigen Code beitragen, die in dieser Gleichung nicht weggelassen werden sollten. Dazu gehören die Wartbarkeit des Codes, Klarheit, Testbarkeit, Portabilität, Robustheit, Wiederverwendbarkeit, Komplexität, Sicherheit und mehr.

Diese Codequalitätsmetriken können bestimmen, wie sich ein einzelnes Codestück auf die Gesamtqualität Ihres Codes auswirken kann. Code-Review-Tools bieten einen weiteren Weg, um minderwertigen Code, zeitaufwändige Korrekturen und andere häufige Fallstricke zu vermeiden, mit denen Entwicklerteams während der Softwareentwicklung konfrontiert sind. Zu wissen, was Qualitätscode ausmacht, ist genauso wichtig wie zu wissen, wie man die Codequalität misst.

Vorteile der Codequalität

Die Implementierung technischer und kultureller Maßnahmen zur Bereitstellung von hochwertigem Code hat dauerhafte Vorteile. Sie alle wirken sich auf den Produkterfolg, die Softwarequalität und die Langlebigkeit aus, einschließlich Arbeitskosten und Markteinführungszeit. Optimieren Sie den Entwicklungsprozess, erhöhen Sie Ihre Qualitätsstandards und verbessern Sie die Codeanalyse, um zukünftige Projekte weiter zu verbessern.

Produktvertrauen und Reputation

Qualitativ hochwertiger Code (sicher, sicher, zuverlässig usw.) erfüllt oder übertrifft die Erwartungen Ihrer Kunden. Es wird nicht nur das Vertrauen und die Zuversicht wecken, dass Ihr Unternehmen ein solides Geschäft führt, sondern auch, dass Sie Qualitätsprodukte liefern und es das Risiko nicht wert ist, woanders hinzugehen.

Fördert die Wiederverwendung

Code, der sicher, geschützt, zuverlässig und von hoher Qualität ist, sollte für die Wiederverwendung in Betracht gezogen werden, insbesondere wenn er im Hinblick auf Portabilität geschrieben wurde. Dadurch werden Ihre Entwicklungs- und Testkosten bei zukünftigen Produkten drastisch gesenkt.

Reduziert technische Schulden

Durch die Implementierung von Verfahren zur Codequalität wie Codeüberprüfungen, statische Analysen, Komponententests, Codeabdeckung und mehr werden Nacharbeiten und Kosten (technische Schulden) reduziert.

Diese müssten bezahlt werden, wenn diese Methoden im Softwareentwicklungslebenszyklus abgewertet oder weggelassen würden.

Die höchsten Kosten für technische Schulden entstehen, sobald das Produkt im Einsatz ist, daher muss ein sorgfältiges Gleichgewicht zwischen Codequalität und Liefergeschwindigkeit in Betracht gezogen werden.

Erhöht die Produktlebensdauer

Guter Code, der nicht nur gut strukturiert, sondern auch gut implementiert ist, kann einfach und schnell mit neuen Fähigkeiten oder neuen Features erweitert werden. Dies bietet Langlebigkeit und Möglichkeiten für kontinuierliche Umsatzsteigerungen – unabhängig davon, welche Algorithmusänderungen oder Technologie-Updates auftreten.

Die Codequalität trägt auch zur einfachen Wartbarkeit und niedrigen Arbeitskosten bei, wenn Softwareprobleme auftreten.

Parasoft Testautomatisierungs-Tool-Suite

Parasoft bietet eine Reihe von Tools zur Automatisierung von Softwaretests zur Verwendung bei der Entwicklung und Bereitstellung von High-Code-Qualität, die den funktionalen Industriestandards entspricht. Es automatisiert langwierige manuelle Arbeit und reduziert die Arbeitskosten im Zusammenhang mit der Softwareverifizierung und -validierung. Verschiedene Tools erfüllen spezifische Anforderungen, von der statischen Codeanalyse bis hin zu Sicherheitsproblemen, Qualitätskontrolle und mehr.

Best Practices für die Codequalität

Wenn es um Qualitätscodierung geht, gibt es mehrere äußerst vorteilhafte Praktiken. Jedes Team hat seine eigene geheime Zutat, um schlechten Code zu verhindern oder, wie manche Programmierer sagen würden, der Code „stinkt“. Während einige interne Regeln in Ordnung sind, bietet das Verlassen auf eine feste Reihe von Praktiken langfristig mehr Stabilität. Hier ist eine Liste mit einigen der zu berücksichtigenden Methoden. Berücksichtigen Sie auch das Gleichgewicht zwischen Softwarekritikalität und Bereitstellungsgeschwindigkeit.

Code-/Peer-Reviews

Treffen Sie sich mit anderen Softwareentwicklern und überprüfen Sie systematisch den Code des anderen auf Fehler und Verstöße gegen den Programmierstil. Es hat sich gezeigt, dass diese Aktivität die Codequalität beschleunigt und wesentlich verbessert.

Code-Robustheit

Schreiben Sie Code, der nicht nur für sonnige, sondern auch für regnerische Tage geeignet ist. Führen Sie auch negative Tests durch, um so viel Kreativität wie möglich bei der Validierung der Anwendung gegen ungültige Daten einzusetzen.

Verwenden oder schreiben Sie sicheren Code

Stellen Sie bei sicherheitskritischen Anwendungen sicher, dass Sie eine statische Analyselösung wie MISRA, AUTOSAR oder andere Codierungsstandards anwenden, die die Verwendung von Codierungskonstrukten erkennen, die unsicher sind (durch Null dividieren, Verwendung eines NULL-Zeigers usw.) und verursachen können ein schrecklicher Zustand.

Verwenden oder schreiben Sie sicheren Code

Stellen Sie bei Anwendungen, die sicher sein müssen, sicher, dass Sie eine statische Analyselösung wie CERT, OWASP oder andere Codierungsstandards anwenden, die unsichere und anfällige Bedingungen (Pufferüberlauf, Informationsverlust, Skripteinschleusung usw.) für einen Angriff identifizieren.

Code-Klarheit

Schreiben Sie Code, der einfach zu lesen und zu verstehen ist. Seien Sie nicht zu schlau und schreiben Sie kryptischen Code, der schwer zu verstehen oder leicht misszuverstehen ist. Sie möchten nicht, dass andere Ingenieure oder Sie selbst viel Zeit damit verbringen, einen Fehler in Ihrem Code zu entschlüsseln. Das Ausrotten einer seltsamen Einrückung, einer Nischenformatierung oder fehlerhafter Codezeilen braucht Zeit. All dieses Refactoring fügt Projekten Ineffizienz und Kosten hinzu, was sich auf die wartbare Qualität des Codes auswirkt.

Codekomplexität

Schreiben Sie Code, der nicht viele Verzweigungen hat. Je mehr Verzweigungen, desto höher die Codekomplexität und desto höher die Anzahl der im Code gefundenen Fehler. Reduzieren Sie Verzweigungen, indem Sie Funktionen erstellen, um die Komplexität aufzubrechen. Denken Sie jedoch daran, dass Komplexitätsmaße und Komplexitätsmetriken eine Rolle bei der Wartbarkeit, Zuverlässigkeit und Lesbarkeit Ihrer Codebasis spielen. Es vereinfacht auch Pull-Requests. Weitere Informationen zu diesen Softwaremetriken finden Sie in den Halstead-Komplexitätsmaßen, um die Komplexität aus dem Quellcode zu messen.

Code-Portabilität

Schreiben Sie Code mit Blick auf Portabilität. Portabler Code wie POSIX, ANSI C und mehr kann einfach und schnell auf andere Plattformen verschoben werden, um sie entweder mit anderen Compilern oder anderen Betriebssystemen zu verwenden, und kann mit minimalen Änderungen durchgeführt werden, um die Migration zu erleichtern. Oft gibt es finanzielle Möglichkeiten oder Gründe, warum die Ausführung auf einem anderen Betriebssystem oder Ziel erfolgen muss.

Wiederverwendbarkeit des Codes

Schreiben Sie Code mit klar definierten Schnittstellen, damit er in zukünftigen Produkten oder Projekten wiederverwendet werden kann. Dies verbessert die Produktivität im Workflow und reduziert Arbeits- und Testkosten. Viele Open-Source-Projekte auf Websites wie Github bieten großartige Beispiele für Codeklarheit und Wiederverwendbarkeit angesichts der Art der Projekte.

Beispiel für Codequalität

Parasoft verwendet Automatisierung, um die Codequalität innerhalb Ihrer bevorzugten IDE- oder CI/CD-Pipeline sicherzustellen und bietet ein Berichts- und Analyse-Dashboard.

Screenshot von Parasoft C/C++test und DTP Report Center mit MISRA C 2012 Compliance

Erste Schritte mit der Codequalität

Schritt 1: Code-Review durch Peers

Wenn Sie Probleme mit schlechter Codequalität haben (Bugs, Regressionen, hohe Wartungskosten usw.), ist die erste Abhilfemaßnahme Code-Peer-Reviews.

Eine Gruppe von Ingenieuren zu haben, die visuell und gemeinsam den Code durchgehen, den jeder Ingenieur geschrieben hat, ist eine der wichtigsten Aktivitäten zur Codequalität, die ein Unternehmen durchführen kann. Unterschiedliche Köpfe mit unterschiedlichen Erfahrungsniveaus, Programmierstilen und logischem Denken können schnell Probleme im Code aufdecken, die behoben werden können, bevor sie in den Entwicklungsstream übernommen werden.

Schritt 2: Statische Analyse

Der zweitwichtigste Schritt ist die Durchführung einer statischen Analyse des Codes unter Verwendung von Industriecodierungsstandards wie MISRA, AUTOSAR, CERT, CWE, OWASP, UL 2900 oder anderen. Diese Standards wurden von Softwareingenieuren mit jahrzehntelanger Erfahrung im Schreiben sicherer und zuverlässiger Software entwickelt und gestaltet.

Parasoft kann Ihre statische Analyse automatisieren, indem es während der Implementierungsphase jede Verletzung von Coderegeln oder Richtlinien findet und meldet, und Sie können den Analyzer auch als Teil Ihres Build-Prozesses oder Ihrer Continuous Integration Pipeline automatisieren.

„MISRA“, „MISRA C“ und das Dreieckslogo sind eingetragene Marken von The MISRA Consortium Limited. ©The MISRA Consortium Limited, 2021. Alle Rechte vorbehalten.

 

Schritt 3: Code-Tests

Der dritte Schritt besteht darin, den Code in den verschiedenen Verifikationsphasen des Softwareentwicklungslebenszyklus (SDLC) zu testen. Einheiten-, Integrations-, System- und Abnahmetests. Erstellen Sie Testfälle für jede SDLC-Phase und stellen Sie sicher, dass die Anforderungen erfüllt werden und die Funktionalität oder der Code robust ist, da er Ihre sonnigen, regnerischen und negativen Ausführungsszenarien verarbeiten kann.

Junger schwarzer Entwickler, der Codequalität und Funktionalität im Entwicklungsprozess sicherstellt.

Wenn es sich bei Ihren Qualitätsproblemen um Sicherheit, Schutz, Portabilität oder ein anderes spezifisches Thema handelt, konzentrieren Sie sich während der Implementierung darauf, diese Probleme zu lösen, wenn sie am kostengünstigsten zu lösen sind, oder konzentrieren Sie Ihre Bemühungen zur Qualitätssicherung auf diese spezifischen Bereiche. Wenn beispielsweise Sicherheit das Problem ist, integrieren oder verbessern Sie die Testtechniken (Risikobewertung, Penetrationstests, API-Sicherheitstests, Sicherheitsscans und mehr), die zum Auffinden von Sicherheitslücken erforderlich sind.

Warum Parasoft?

Parasoft ist insofern einzigartig, als es automatisierte und kontinuierliche Testlösungen für die Entwicklung von Unternehmenssoftware und End-to-End-Testlösungen für eingebettete sicherheits- und sicherheitskritische Systeme anbietet. Darüber hinaus bietet Parasoft Software-Sicherheitslösungen, die vor Schwachstellen schützen.

Unternehmen müssen die Lieferung beschleunigen, um die Anforderungen der Kunden zu erfüllen. Die Continuous Quality Suite von Parasoft stellt sicher, dass Ihre Software zuverlässig, skalierbar und sicher ist, um einen Erfolg in der anspruchsvollen Unternehmenssoftwareentwicklung zu erzielen.

Eingebettete Software erfordert in jeder Phase des Softwareentwicklungslebenszyklus gründliche Tests, vom System- und High-Level-Design bis hin zum Unit- und Integrationstest.

Parasoft deckt alle Ihre Bedürfnisse mit dedizierten, automatisierten Tools und Lösungen für jeden Schritt sowohl in der Verifizierungs- als auch in der Validierungsphase ab. Sie können die Einhaltung von Industrieprozessstandards erreichen und hochwertige Software liefern.

Angesichts der Häufigkeit von Cyberangriffen kann sich Ihr Code keine Sicherheitslücken leisten. Sie können es sich auch nicht leisten, Sicherheit zu einem nachträglichen Gedanken zu machen. Betten Sie Sicherheitsstandards von Anfang an in Ihre Softwareentwicklung ein.

Führen Sie statische Anwendungssicherheitstests (SAST) mit KI-gestützten Sicherheitstools von Parasoft durch (die mehr als 25 Sprachen und Frameworks unterstützen) und nutzen Sie API-Sicherheitstests, um Ihre funktionalen Sicherheitsanforderungen zu überprüfen und sichere APIs. Wir bieten Blogs, aufgezeichnete Webinare, Whitepaper und mehr, um Teammitglieder zu unterstützen.

Häufig gestellte Fragen

Codequalitätstools sind Softwareentwicklungs- und Testlösungen, die den Prozess der Erkennung von Codefehlern automatisieren. Diese Tools können in den verschiedenen Phasen Ihrer Softwareentwicklung eingesetzt werden.

Es gibt alle Arten von Codequalitätsanalysen, um Anforderungen zu erfassen, z. B. das Erreichen einer 100 %igen strukturellen Codeabdeckung bis hin zu Tools, die den Code instrumentieren und durch Tests bestätigen, dass 100 % des Codes ausgeführt wurden.

Es gibt auch Tools, die Komponententests, Integration und Systemtests automatisieren. Basierend auf Ihrer Anwendung und bei sicherheitskritischen Anforderungen gibt es Software-Testtools, die Ihnen helfen, Sicherheitslücken wie Penetrationstests und Sicherheitsprobleme zu beseitigen. Die Sicherheitsanalyse sollte nie übersehen werden.

Codequalitätsmetriken sind eine Reihe von Variablen, die verwendet werden, um zu messen und zu bestimmen, ob der Code von hoher Qualität ist. Teams können diese Metriken dann für die Codeüberprüfung für Änderungen, Testabdeckung und andere umsetzbare Erkenntnisse verwenden.

Variablen wie Codekomplexität, Portabilität, Sicherheit, Klarheit, Wiederverwendbarkeit und andere. Die Codekomplexität wird beispielsweise üblicherweise unter Verwendung des zyklomatischen Komplexitätsansatzes von McCabe gemessen.

Zur Ermittlung der Komplexität wird eine Zählung der Anzahl linear unabhängiger Pfade zusammen mit einer Anzahl von Bedingungs- oder Entscheidungspunkten verwendet. Ein Kontrollflussdiagramm wird verwendet, um Knoten, Kanten und Pfade visuell zu erfassen. Die mathematische Formel lautet M=E-N+2P. M ist die Komplexität, E ist die Anzahl der Kanten, N ist die Anzahl der Noten und P ist die Anzahl der Zusammenhangskomponenten.

Coding fungiert als Programmiersprache, die Menschen lesen und schreiben lernen können. Der Code gibt dem Gerät oder Computersystem Anweisungen, was zu tun ist oder welche Funktionen ausgeführt werden sollen. Es gibt verschiedene Programmiersprachen wie C, C++, Java, C#, VB.NET, Python, JavaScript, Fortran, Ada und viele mehr. Diese Programmiersprachen werden letztendlich in Binärcode übersetzt, der die Sprache ist, die Computer/Prozessoren verstehen können. Code ist der Baustein, der Softwareanwendungen definiert. Anwendungen wie Microsoft Word, Angry Birds und Boeings 777-Autopilot-Modus.