Тестовое покрытие для различных перестановок логики кода... Метаданные/артефакты в результатах алгоритма для описания какого случая?

Это называется покрытием ветвления, и вы найдете его в статье Википедии о покрытии кода.

Наверняка существуют инструменты для некоторых основных экосистем разработки, которые могут измерять количество кода и охват ветвей для определенного фрагмента кода. Чего я не знаю, так это того, есть ли доступные инструменты, которые позволяют это программно, чтобы ваша программа могла легко определить все условные операторы в фрагменте кода и количество раз, когда они были запущены во время тестового прогона.