如何从此代码中绘制控制流图？

Question

int main() {
    int i, grade = 0;
    printf (" Enter points: \n");
    scanf ("%d", &i);
    if (i >= 50 && i <= 60) grade = 5;
    else if (i > 50 && i <= 60) grade = 6;
    else if (i > 60 && i <= 70) grade = 7;
    else if (i > 70 && i <= 80) grade = 8;
    else if (i > 80 && i <= 90) grade = 9;
    else if (i > 90 && i <= 100) grade = 10;
    char sign = ' ';
    if (grade) {
        int p = i % 10;
        if (grade != 5) {
            if (p >= 1 && p <= 3)
                sign = '-';
            else if (grade != 10 && (p >= 8 || p == 0))
                sign = '+';
        }
        printf (" The grade is %d%c. \n", grade, sign);

    }
    return 0;
}

如何从这段代码中绘制控制流图？如果有人可以展示这个过程，我将不胜感激。我可以从一个非常简单的案例中绘制 CFG，但我不能做到这一点。我还需要确定基础路径和多个条件标准的测试。这不是作业问题，我只是试着理解课程材料。谢谢。

Answer 1

这是来自 Wikipedia 的 CFG 的定义，我知道你已经知道了，但为了完整起见，我把它放在这里

计算机科学中的控制流图 (CFG) 是一种表示， 使用图形符号，所有可能通过的路径 程序在执行期间。

参考：https://en.wikipedia.org/wiki/Control_flow_graph

下面是路径的定义

Path：CFG上的一系列节点（静态），包括一个入口节点 和一个出口节点；路径段：沿路径的节点子序列

参考：http://web.cs.iastate.edu/~weile/cs513x/4.ControlFlowAnalysis.pdf

所以绘制一个的原因是确定程序采取的所有可能路径，这可能有助于我们在不实际运行程序的情况下确定测试覆盖率（静态分析）。

以下是我们绘制 CFG 时可以遵循的简单规则

1. 任何语句都将是图中的一个节点
2. 所有节点都有一条有向边，要么到达它们，要么离开它们，或者两者兼而有之。入口节点（第一条语句）只有出边，出口节点只有入边。
3. 只有像if/else if、switch、loops 这样的条件语句才会有多个出边。
4. 从节点出来的所有路径都会在某个点收敛，最坏的情况是它们会在出口处收敛。

这里有一个更好地解释它的备忘单

现在让我们将程序中的每个语句映射到我们将用来表示 CFG 节点的数字

   int main() {
1.     int i, grade = 0;
2.     printf (" Enter points: \n");
3.     scanf ("%d", &i);
4.     if (i >= 50 && i <= 60)
5.         grade = 5;
6.     else if (i > 50 && i <= 60)
7.         grade = 6;
8.     else if (i > 60 && i <= 70)
9.         grade = 7;
10.    else if (i > 70 && i <= 80)
11.         grade = 8;
12.    else if (i > 80 && i <= 90)
13.         grade = 9;
14.    else if (i > 90 && i <= 100)
15.         grade = 10;
16.    char sign = ' ';
17.    if (grade) {
18.        int p = i % 10;
19.        if (grade != 5) {
20.            if (p >= 1 && p <= 3)
21.                sign = '-';
22.            else if (grade != 10 && (p >= 8 || p == 0))
23.                sign = '+';
           }
24.        printf (" The grade is %d%c. \n", grade, sign);
       }
25.    return 0;
  }

这是按照上面备忘单图表中的说明创建的输出。请注意，节点 16 和 24 之前充当了许多条件节点的连接节点。

致谢：我使用draw.io 创建上面发布的图像。

注意：绘制 CFG 的秘诀在于将每个语句独立于程序，绘制它，然后将其入口和出口链接到图形的其余部分。

以下是我遵循的一些初始步骤

1. 语句 1、2 和 3 是非条件语句，因此我创建了三个块将它们链接在一起。
2. 语句 4 是一个条件语句。所以我必须为它创建 4 个块。第一个用于语句 4，第二个和第三个用于 TRUE、FALSE 边，最后一个用于 JOIN 节点。如果为真，则运行语句 5，否则运行语句 6。从语句 5 我们直接转到语句 16，这是我们的连接节点。最后，我们将块 4 链接到块 3 的出边。
3. 现在语句 6 本身是一个条件语句，因此我们再次需要 4 个块。我们已经有一个自己的块 6。它的加入节点将是语句 16，就好像它的条件为真，然后运行语句 7，它直接转到 16。现在我们已经有了块 6 和 16，所以我们只需要块为 TRUE , FALSE 分支是语句 7 和 8。

等等，我们不断检查适用节点的备忘单并单独创建它们，然后与之前的节点链接。

Answer 2

如果我们应该解释流程图，那么为什么要画它？图表必须如此清晰。

有很多在线工具，您可以输入代码，并为您提供类似图表。 你可以查看this。

Answer 3

我的 c 前端工具 Crokus（github 和 rubygems 都提供）直接通过解析 C 代码提供。

Answer 4

public static void main(String[] args) {
    double n1, n2, n3;
    Scanner in = new Scanner(System.in);
    System.out.print("Enter three numbers: ");
    n1 = in.nextDouble();
    n2 = in.nextDouble();
    n3 = in.nextDouble();
    if (n1 <= n2 && n1 <= n3)
        System.out.print(n1 + " is the smallest number.");
    else if (n2 <= n1 && n2 <= n3)
        System.out.print(n2 + " is the smallest number.");
    else
    System.out.print(n3 + " is the smallest number.");    
}