프로그래밍 패러다임

프로그래밍 패러다임

프로그래밍 패러다임은 프로그래머에게 프로그래밍의 관점을 갖게 해주는 역할을 하는 개발 방법론입니다.
예를 들어 객체지향 프로그래밍은 프로그래머들이 프로그램을 상호 작용하는 객체들의 집합으로 볼 수 있게 하는 반면에, 함수형 프로그래밍은 상태 값을 지니지 않는 함수 값들의 연속으로 생각할 수 있게 해줍니다.
프로그래밍 패러다임은 크게 선언형, 명령형으로 나누며, 선언형은 함수형이라는 하위 집합을 갖습니다. 또한, 명령형은 다시 객체지향, 절차지향으로 나눕니다.

객체지향 프로그래밍

객체지향 프로그래밍은 객체들의 집합으로 프로그램의 상호 작용을 표현하며 데이터를 객체로 취급하여 객체 내부에 선언된 메서드를 활용하는 방식을 말한다. 설계에 많은 시간이 소요되며 처리 속도가 다른 프로그래밍 패러다임에 비해 상대적으로 느리다.

객체지향 프로그래밍 특징

추상화
추상화란 복잡한 시스템으로부터 핵심적인 개념 또는 기능을 간추려내는 것을 의미한다.
캡슐화
캡슐화는 객체의 속성과 메서드를 하나로 묶고 일부를 외부에 감추어 은닉하는 것을 말합니다.
상속성
상속성은 상위 클래스의 특성을 하위 클래스가 이어받아서 재사용하거나 추가, 확장하는 것을 말합니다. 코드의 재사용 측면, 계층적인 관계 생성, 유지 보수성 측면에서 중요하다.
다형성
다형성은 하나의 메서드나 클래스가 다양한 방법으로 동작하는 것을 말합니다. 대표적으로 오버로딩, 오버라이딩이 있다.

오버로딩

오버로딩은 같은 이름을 가진 메서드를 여러 개 두는 것을 말한다.
메서드의 타입, 매개변수의 유형, 개수 등으로 여러개를 둘 수 있으며 컴파일 중에 발생하는 '정적' 다형성입니다.

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");
        }
    }
}

// 출력
I eat apple
I eat tomato and phodo

앞의 코드를 보면 매개변수의 개수에 따라 다른 함수가 호출되는 것을 알 수 있다.

오버라이딩
오버라이딩은 주로 메서드 오버라이딩을 말하며 상위 클래스로부터 상속받은 메서드를 하위 클래스가 재정의하는 것을 의미합니다.
이는 런타임 중에 발생하는 '동적' 다형성입니다.

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();
     }
}

// 출력
wal!!! wal!!!

앞의 코드를 보면 부모 클래스는 mumu! mumu! 로 짖게 만들었지만 자식 클래스에서 wal!!! wal!!!로 짖게 만들었더닌 자식 클래스 기반으로 메서드가 재정의됨을 알 수 있습니다.

설계 원칙

객체지향 프로그래밍을 설계할 때는 SOLID 원칙을 지켜주어야 합니다.
S는 단일 책임 원칙, O는 개방-폐쇄 원칙, L은 리스코프 치환 원칙, I는 인터페이스 분리 원칙, D는 의존 역전 원칙을 의미한다.

단일 책임 원칙
단일 책임 원칙은 모든 클래스는 각각 하나의 책임만 가져야 하는 원칙입니다.
예를 들어 A라는 로직이 존재한다면 어떠한 클래스는 A에 관한 클래스여야 하고 이를 수정한다고 했을 때도 A와 관련된 수정이어야 합니다.

개방-폐쇄 원칙
개방-폐쇄 원칙은 유지 보수 사항이 생긴다면 코드를 쉽게 확장할 수 있도록 하고 수정할 때는 닫혀 있어야 하는 원칙입니다. 즉, 기존의 코드는 잘 변경하지 않으면서도 확장은 쉽게 할 수 있어야 합니다.

리스코프 치환 원칙
리스코프 치환 원칙은 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어햐 하는 것을 의미한다. 클래스는 상속이 되기 마련이고 부모, 자식이라는 계층 관계가 만들어집니다. 이때 부모 객체에 자식 객체를 넣어도 시스템이 문제없이 돌아가게 만드는 것을 말합니다. 즉, 범석 객체가 홍철 객체의 자식 계층일 때 범석 객체를 홍철 객체와 바꿔도 문제가 없어야 하는 것을 말합니다.

인터페이스 분리 원칙
인터페이스 분리 원칙은 하나의 일반적인 인터페이스보다 구체적인 여러 개의 인터페이스를 만들어야 하는 원칙을 말합니다.

의존 역전 원칙
의존 역전 원칙은 자신보다 변하기 쉬운 것에 의존하던 것을 추상화된 인터페이스나 상위 클래스를 두어 변하기 쉬운 것의 변화에 영향받지 않게 하는 원칙을 말합니다. 예를 들어 타이어를 갈아끼울 수 있는 틀을 만들어 놓은 후 다양한 타이어를 교체할 수 있어야 한다. 즉, 상위 계층은 하위 계층의 변화에 대한 구현으로부터 독립해야 한다.