[면접을 위한 CS 전공지식 노트] 1장. 디자인 패턴과 프로그래밍 패러다임

1.2 프로그래밍 패러다임

프로그래밍 패러다임이란 ?

프로그래머에게 프로그래밍의 관점을 갖게 해주는 역할을 하는 개발 방법론

 

객체지향 프로그래밍 → 프로그래머들이 프로그램을 상호 작용하는 객체들의 집합으로 볼 수 있게 한다.

함수형 프로그래밍 → 상태 값을 지니지 않는 함수 값들의 연속으로 생각할 수 있게 한다.

 

여러 패러다임을 지원하는 언어 : C++, Python, JavaScript

 

Java의 경우
jdk 1.8부터 함수형 프로그래밍 패러다임을 지원하기 위해 람다식, 생성자 레퍼런스, 메서드 레퍼런스 도입

선언형 프로그래밍을 위해 스트림 같은 표준 API 등도 추가

 

프로그래밍 패러다임의 분류

 

1.2.1 선언형과 함수형 프로그래밍

선언형 프로그래밍이란 ?

무엇을 풀어내는가에 집중하는 패러다임

"프로그램은 함수로 이루어진 것이다" 라는 명제가 담겨 있는 패러다임

 

함수형 프로그래밍이란 ?

선언형 패러다임의 일종

작은 순수 함수들을 블록처럼 쌓아 로직을 구현하고 고차 함수를 통해 재사용성을 높인 프로그래밍 패러다임

 

함수형 프로그래밍 방식이 선호되는 언어 : JavaScript (자바스크립트)

자바스크립트는 단순하고 유연한 언어이고, 함수가 일급 객체이기 때문이다.

• 일급 객체 : 고차 함수를 쓰기 위해서 해당 언어가 가져야 하는 특징
  • 변수나 메서드에 함수를 할당할 수 있다.
  • 함수 안에 함수를 매개변수로 담을 수 있다.
  • 함수가 함수를 반환할 수 있다.
                        

※ 순수 함수

출력이 입력에만 의존하는 것

const pure = (a, b) => {
    return a + b
}

→ pure 라는 함수가 매개변수 a, b에만 영향을 받는다. 이처럼 다른 전역 변수 등에 영향을 받지 않고 들어오는 입력 매개변수에만 영향을 받는 함수를 순수 함수라 한다.

 

※ 고차 함수

함수가 함수를 값처럼 매개변수로 받아 로직을 생성할 수 있는 것

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1.2.2 객체지향 프로그래밍

객체지향 프로그래밍이란 ?

객체들의 집합으로 프로그램의 상호 작용을 표현하며 데이터를 객체로 취급하여 객체 내부에 선언된 메서드를 활용하는 방식

단점 - 설계에 많은 시간이 소요되며 처리 속도가 다른 프로그래밍 패러다임에 비해 상대적으로 느리다.

 

객체지향 프로그래밍 특징

추상화

복잡한 시스템으로부터 핵심적인 개념 / 기능을 간추려내는 것

 

캡슐화

객체의 속성과 메서드를 하나로 묶고 일부를 외부에 감추어 은닉하는 것

 

상속성

상위 클래스의 특성을 하위 클래스가 이어받아서 재사용하거나 추가, 확장하는 것

코드의 재사용, 계층적인 관계 생성, 유지 보수성 측면에서 중요 !

 

다형성

하나의 메서드나 클래스가 다양한 방법으로 동작하는 것

• 오버로딩 : 같은 이름을 가진 메서드를 여러 개 두는 것
  • 메서드의 타입, 매개변수의 유형, 개수 등으로 여러 개를 둘 수 있고 컴파일 중에 발생하는 정적 다형성
• 오버라이딩 : 상위 클래스로부터 상속받은 메서드를 하위 클래스가 재정의하는 것
  • 런타임 중에 발생하는 동적 다형성

 

설계 원칙

객체지향 프로그래밍을 설계할 때는 SOLID 원칙을 지켜주어야 한다.

 

S : 단일 책임 원칙

모든 클래스는 각각 하나의 책임만 가져야 하는 원칙

 

O : 개방-폐쇄 원칙

유지 보수 사항이 생긴다면 코드를 쉽게 확장할 수 있도록 하고 수정할 때는 닫혀 있어야 하는 원칙

기존의 코드는 잘 변경하지 않으면서도 확장은 쉽게 할 수 있어야 한다.

 

L : 리스코프 치환 원칙

프로그램 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 하는 것

부모 객체에 자식 객체를 넣어도 시스템이 문제없이 돌아가게 만드는 것

 

I : 인터페이스 분리 원칙

하나의 일반적인 인터페이스보다 구체적인 여러 개의 인터페이스를 만들어야 하는 원칙

 

D : 의존 역적 원칙

자신보다 변하기 쉬운 것에 의존하던 것을 추상화된 인터페이스나 상위 클래스를 두어 변하기 쉬운 것의 변화에 영향받지 않게 하는 원칙

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1.2.3 절차형 프로그래밍

절차형 프로그래밍이란 ?

로직이 수행되어야 할 연속적인 계산 과정으로 이루어져 있다.

일이 진행되는 방식으로 코드를 구현하기만 하면 되기에 코드의 가독성이 좋고 실행 속도가 빠르며 계산이 많은 작업에 주로 쓰인다.

단점 - 모듈화하기 어렵고 유지 보수성이 떨어진다.

 

예시 > 포트란 (fortran)을 이용한 대기 과학 관련 연산 작업, 머신 러닝의 배치 작업

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1.2.4 패러다임의 혼합

패러다임은 특별히 무엇이 좋다가 아니라 비즈니스 로직이나 서비스의 특징을 고려해 정하는 것이 좋다.

하나의 패러다임으로 통일하는 것도 좋지만 여러 패러다임을 조합해서 상황과 맥락에 따라 패러다임 간의
장점만 취해 개발하는 것이 좋다.