[BOOK] 프로그래밍 패러다임 (Programming paradigm)

프로그래밍 패러다임 (Programming paradigm)

프로그래머에게 프로그래밍의 관점을 갖게 해 주고, 결정하는 역할을 하는 개발 방법론

예를 들어,
객체지향 프로그래밍은 프로그래머들이 프로그램을 상호 작용하는 객체들의 집합으로 볼 수 있게 하는 반면에,
함수형 프로그래밍은 상태값을 지니지 않는 함숫값들의 연속으로 생각할 수 있게 해 준다.

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

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• 선언형 프로그래밍(declarative programming)
  • '무엇을' 풀어내는가에 집중하는 패러다임
  • "프로그램은 함수로 이루어진 것이다"라는 명제가 담겨 있는 패러다임
• 함수형 프로그래밍(functional programming)
  • 선언형 패러다임의 일종
  • '순수 함수'들을 블록처럼 쌓아 로직을 구현하고 '고차 함수'를 통해 재사용성을 높인 프로그래밍 패러다임
  • 자바스크립트는 단순하고 유연한 언어이며,
    함수가 일급 객체이기 때문에 객체지향 프로그래밍보다 함수형 프로그래밍 방식이 선호된다.
    

// 자연수로 이루어진 배열에서 최댓값을 찾는 경우, 다음과 같은 로직을 구성한다.

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

위의 코드는 reduce()는 '배열'만 받아서 누적한 결괏값을 반환하는 순수 함수이다.

• 순수 함수
  • 출력이 입력에만 의존하는 것을 의미한다.
  • pure 함수는 들어오는 매개변수 a, b에만 영향을 받는다.
    만약 a, b 말고 다른 전역 변수 c 등이 이 출력에 영향을 주면 순수 함수가 아니다.

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

 

• 고차 함수
  • 함수가 함수를 값처럼 매개변수로 받아 로직을 생성할 수 있는 것
  • 일급 객체
    • 고차 함수를 쓰기 위해서는 해당 언어가 일급 객체라는 특징을 가져야 한다.
    • 일급 객체의 특징
      - 변수나 메서드에 함수를 할당할 수 있다.
      - 함수 안에 함수를 매개변수로 담을 수 있다.
      - 함수가 함수를 반환할 수 있다.

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• 객체지향 프로그래밍(OOP, Object-Oriented Programming)
  • 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.

// 자연수로 이루어진 배열에서 최댓값을 찾는 경우, 다음과 같은 로직을 구성한다.

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

위의 코드는 List라는 클래스를 만들고 a라는 객체를 만들 때 최댓값을 추출해 내는 메서드를 만든 예제이다.

• 객체 지향 프로그래밍의 특징
  
  • 추상화(abstraction)
    • 복잡한 시스템으로부터 핵심적인 개념 또는 기능을 간추려내는 것
    • ex) John은 남자, 개발자, 대기업, 안경 씀, 취미 낚시 등의 특징 중
      일부분의 특징은 남자, 개발자만 뽑아내거나 조금 더 간추려서 나타내는 것
  • 캡슐화(encapsulation)
    • 객체의 속성과 메서드를 하나로 묶고 일부를 외부에 감추어 은닉하는 것
  • 상속성(inheritance)
    • 상위 클래스의 특성을 하위 클래스가 이어받아서 재사용하거나 추가, 확장하는 것
    • 코드의 재사용 측면, 계층적인 관계 생성, 유지 보수성 측면에서 중요하다.
  • 다형성(polymorphism)
    • 하나의 메서드가 클래스가 다양한 방법으로 동작하는 것
    • ex) 오버로딩, 오버라이딩
      • 오버로딩(overloading)
        • 같은 이름을 가진 메서드를 여러 개 두는 것
        • 컴파일 중에 발생하는 '정적' 다형성
      • 오버라이딩(overriding)
        • 주로 메서드 오버라이딩(method overriding)을 말한다.
        • 상위 클래스로부터 상속받은 메서드를 하위 클래스가 재정의하는 것
        • 런타임 중에 발생하는 '동적' 다형성
• 객체 지향 프로그래밍의 설계 원칙
  • SOLID 원칙
  • 단일 책임 원칙(SRP, Single Responsibility Principle)
    • 모든 클래스는 각각 하나의 책임만 가져야 하는 원칙
    • ex) A라는 로직이 존재한다면 어떠한 클래스는 A에 관한 클래스여야 하고,
      이를 수정한다고 했을 때도 A와 관련된 수정이어야 한다.
  • 개방-폐쇄 원칙(OCP, Open Closed Principle)
    
    • 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.
  • 리스코프 치환 원칙(LSP, Liskov Substitution Principle)
    
    • 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 하는 것을 의미한다.
    • 클래스는 상속이 되기 마련이고 부모, 자식이라는 계층 관계가 만들어진다.
      이때 부모 객체에 자식 객체를 넣어도 시스템이 문제없이 돌아가게 만드는 것
      ex) A 객체가 B 객체의 자식 계층일 때 A 객체를 B 객체와 바꿔도 문제가 없어야 하는 것
  • 인터페이스 분리 원칙(ISP, Interface Segregation Principle)
    
    • 하나의 일반적인 인터페이스보다 구체적인 여러 개의 인터페이스를 만들어야 하는 원칙
  • 의존 역전 원칙(DIP, Dependency Inversion Principle)
    • 자신보다 변하기 쉬운 것에 의존하던 것을 추상화된 인터페이스나 상위 클래스를 두어 변하기 쉬운 것의 변화에 영향받지 않게 하는 원칙
    • ex) 타이어를 갈아 끼울 수 있는 틀을 만들어 놓은 후 다양한 타이어를 교체할 수 있어야 한다.
      상위 계층은 하위 계층의 변화에 대한 구현으로부터 독립해야 한다.

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• 절차형 프로그래밍
  • 로직이 수행되어야 할 연속적인 계산 과정으로 이루어져 있다.
  • 장점:
    일이 진행되는 방식으로 그저 코드를 구현하기만 하면 되기 때문에 코드의 가독성이 좋으며 실행 속도가 빠르다.
  • 단점: 모듈화 하기가 어렵고, 유지 보수성이 떨어진다.
  • ex) 포트란(fortran)을 이용한 대기 과학 관련 연산 작업, 머신 러닝의 배치 작업

// 자연수로 이루어진 배열에서 최댓값을 찾는 경우, 다음과 같은 로직을 구성한다.

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

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읽고 나서,,,

 

나는 보통 로직을 구성할 때 절차형 프로그래밍으로 구성해 왔다고 생각한다.
특히 처음 공부를 시작했을 때엔 내 코드의 거의 대부분을 절차형 프로그래밍으로 구성해 왔다.
그리고 내 코드여서 내 기준에는 가독성이 나쁘지 않았었다...

하지만, 팀 프로젝트를 하고 다른 개발자들의 코드를 점점 살펴보면서
내 코드가 많이 부족하고 절차형 프로그래밍으로만 구성하면 가독성이 떨어진다는 생각이 들었기에
절차형이 코드의 가독성이 좋다는 부분에서 살짝 의아하지만, 책 보듯이 슥슥 읽을 수 있다는 점에서는 좋다고 볼 수도...?

어떻게 하면 코드를 조금 더 가독성 좋고, 모듈화 하기 좋을까? 고민하던 시기에
선언형 프로그래밍, 함수형 프로그래밍에 대해 조금씩 알아가기 시작하면서
함수형 + 절차형을 적절하게 적용하는 것이 가독성, 모듈화, 유지 보수성에 현재 내 기준에서는 제일 이상적인 코드라고 생각이 들지만, 아직 함수형 프로그래밍으로 로직을 구성하는 것에 익숙지 않다ㅠ
(생각해 보니 함수형 코딩 책을 사고 아직 완독을 안 했다! 으이구)

그래서 매번 함수형 프로그래밍에 대해 깊게 생각하지 않고 코딩하다가
마지막 리팩토링 때, 뒤늦게 최대한 모듈화 하고 순수 함수들을 많이 생성하려 노력하지만 쉽지 않다...
애초에 처음 로직을 구성할 때부터 함수형 프로그래밍을 염두에 두어 신중하고 꼼꼼하게 설계를 해보는 연습을 꾸준히 하는 것이 좋을 것 같다는 성찰을 해본다.

객체지향 프로그래밍은 CS 강의를 듣거나 알고리즘 강의 들을 때 몇 번 이론들을 접했지만,
정작 실전에서는 적용해 본 적이 거의 없어서 아직 제대로 이해하지 못하고 있는 느낌이다.
대충 알긴 알겠는데, 피부로 와닿지 않은 느낌? 조금 여유로울 때 OOP 관련해서 찾아보고 공부해 봐야지~

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출처 : 면접을 위한 CS 전공지식 노트