[CS] Ch.1 디자인 패턴과 프로그래밍 패러다임 : 프로그래밍 패러다임

1.2 프로그래밍 패러다임

프로그래머에게 프로그래밍의 관점을 갖게 해주는 역할을 하는 개발 방법론

 

여러 패러다임을 지원하는 언어로는 C++, 파이썬, 자바스크립트가 있으며, 자바의 경우 jdk 1.8부터 함수형 프로그래밍 패러다임을 지원하기 위해 람다식, 생성자 레퍼런스, 메서드 레퍼런스를 도입했고 선언형 프로그래밍을 위해 스트림(stream) 같은 표준 API 등도 추가하였다.

 

프로그래밍 패러다임은 크게 선언형, 명령형으로 나누며, 선언형은 함수형이라는 하위 집합을 갖는다. 또한, 명령형은 다시 객체지향, 절차지향으로 나눈다.

 

 

1.2.1 선언형과 함수형 프로그래밍

선언형 프로그래밍 (declarative programming)

• '무엇을' 풀어내는가에 집중하는 패러다임
• "프로그램은 함수로 이루어진 것이다."

 

함수형 프로그래밍 (functional programming)

• 선언형 패러다임의 일종

e.g. 자연수로 이루어진 배열에서 최댓값을 찾아라.

const list = [1, 2, 3, 4, 5, 11, 12]
const ret = list.reduce((max, num) => num > max ? num : max, 0)
console.log(ret) // 12

 

위 코드에서 reduce()는 '배열'만 받아서 누적한 결괏값을 반환하는 순수 함수이다.

함수형 프로그래밍은 이와 같은 작은 '순수 함수'들을 블록처럼 쌓아 로직을 구현하고 '고차 함수'를 통해 재사용성을 높인 프로그래밍 패러다임이다.

 

자바스크립트는 단순하고 유연한 언어이며, 함수가 일급 객체이기 때문에 객체 지향 프로그래밍보다는 함수형 프로그래밍 방식이 선호된다.

 

 

순수 함수

출력에 입력에만 의존하는 것

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

 

pure 함수는 들어오는 매개변수 a, b에만 영향을 받는다. 만약 a, b 말고 다른 전역 변수 c 등이 이 출력에 영향을 주면 순수 함수가 아니다.

 

 

고차 함수

함수가 함수를 값처럼 매개변수로 받아 로직을 생성할 수 있는 것

 

 

일급 객체

고차 함수를 쓰기 위해서 해당 언어가 일급 객체라는 특징을 가져야 한다.

• 변수나 메서드에 함수를 할당할 수 있다.
• 함수 안에 함수를 매개변수로 담을 수 있다.
• 함수가 함수를 반환할 수 있다.

참고로 함수형 프로그래밍은 이외에도 커링, 불변성 등 많은 특징이 있다.

 

 

1.2.2 객체지향 프로그래밍

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

 

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

 

e.g. 자연수로 이루어진 배열에서 최댓값을 찾아라.

const ret = [1, 2, 3, 4, 5, 11, 12]
class List {
    constructor(list) {
        this.list = list
        this.mx = list.reduce((max, num) => num > max ? num : max, 0)
    }
    getMax() {
        return this.mx
    }
}
const a = new List(ret)
console.log(a.getMax()) // 12

 

List라는 클래스를 만들고 a라는 객체를 만들 때 최대값을 추출해내는 메서드를 만든 것이다.

 

 

객체지향 프로그래밍의 특징

1. 추상화

복잡한 시스템으로부터 핵심적인 개념 또는 기능을 간추려내는 것

 

2. 캡슐화

객체의 속성과 메서드를 하나로 묶고 일부를 외부에 감추어 은닉하는 것

 

3. 상속성

상위 클래스의 특성을 하위 클래스가 이어받아서 재사용하거나 추가, 확장하는 것

코드의 재사용 측면, 계층적인 관계 생성, 유지 보수성 측면에서 중요하다.

 

4. 다형성

하나의 메서드나 클래스가 다양한 방법으로 동작하는 것

대표적으로 오버로딩, 오버라이딩이 있다.

 

- 오버로딩

• 같은 이름을 가진 메서드를 여러 개 두는 것
• 메서드의 타입, 매개변수의 유형, 개수 등으로 여러 개를 둘 수 있음
• 컴파일 중 발생하는 정적 다형성

class Person {

    public void eat(String a) {
        System.out.println("I eat " + a);
    }

    public void eat(String a, String b) {
        System.out.println("I eat " + a + " and " + b);
    }
}

public class CalculateArea {

    public static void main(String[] args) {
        Person a = new Person();
        a.eat("apple");
        a.eat("tomato", "phodo");
    }
}
/*
I eat apple
I eat tomato and phodo
*/

 

- 오버라이딩

• 주로 메서드 오버라이딩을 말함
• 상위 클래스로부터 상속받은 메서드를 하위 클래스가 재정의하는 것
• 런타임 중 발생하는 동적 다형성

class Animal {
    public void bark() {
        System.out.println("mumu! mumu!");
    }
}

class Dog extends Animal {
    @Override
    public void bark() {
        System.out.println("wal!!! wal!!!");
    }
}

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Dog d = new Dog();
        d.bark();
    }
}
/*
wal!!! wal!!!
*/

 

 

설계 원칙

객체지향 프로그래밍을 설계할 때는 SOLID 원칙을 지켜야 함

 

SRP : 단일 책임 원칙

모든 클래스는 각각 하나의 책임만 가져야 하는 원칙

 

OCP : 개방-폐쇄 원칙

확장에는 열려있고, 수정에는 닫혀있어야 하는 원칙

 

LSP : 리스코프 치환 원칙

프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 한다는 원칙

 

ISP : 인터페이스 분리 원칙

하나의 일반적인 인터페이스보다 구체적인 여러 개의 인터페이스를 만들어야 하는 원칙

 

DIP : 의존 역전 원칙

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

 

 

1.2.3 절차형 프로그래밍

로직이 수행되어야 할 연속적인 계산 과정으로 이루어짐

 

일이 진행되는 방식으로 그저 코드를 구현하기만 하면 되기 때문에 코드의 가독성이 좋으며 실행 속도가 빠르다.

단점으로는 모듈화하기가 어렵고 유지 보수성이 떨어진다는 점이 있다.

 

e.g. 자연수로 이루어진 배열에서 최댓값을 찾아라.

const ret = [1, 2, 3, 4, 5, 11, 12]
let a = 0
for(let i = 0; i < ret.length; i++){
    a = Math.max(ret[i], a)
} 
console.log(a) // 12

 

 

1.2.4 패러다임의 혼합

어떤 패러다임이 가장 좋을까? 

답은 "그런 것은 없다."이다.

 

비즈니스 로직이나 서비스의 특징을 고려해서 패러다임을 정하는 것이 좋다.

 

 

 

 

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참고

JAVA 버전별 차이와 특징

java 버전별 차이 & 특징

 

일급 객체 & 일급 함수

JavaScript - 일급 객체(First Class Object) & 일급 함수(First Class Function)

 

SOLID  원칙

[스터디] SOLID 원칙 발표 자료