[CS] 3. 프로그래밍 패러다임

Bomin·2023년 1월 27일
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프로그래밍 패러다임

프로그래머에게 프로그래밍의 관점을 갖게 해주는 역할을 하는 개발 방법론

1. 선언형과 함수형 패러다임

선언형 프로그래밍 (declarative programming)

‘무엇을’ 풀어내는가에 집중하는 패러다임이며, “프로그램은 함수로 이루어진 것이다.”라는 명제가 담겨 있는 패러다임

함수형 프로그래밍(functional programming)은 선언형 패러다임의 일종

함수형 프로그래밍(functional programming)

‘순수 함수’들을 블록처럼 쌓아 로직을 구현하고 ‘고차 함수’를 통해 재사용성을 높인 프로그래밍 패러다임

자바스크립트는 단순하고 유연한 언어, 함수가 일급 객체이기 때문에 객체지향 프로그래밍보다는 함수형 프로그래밍 방식이 선호됨

순수 함수

출력이 입력에만 의존하는 것

const pure = (a, b) => {
    return a + b
}
// 들어오는 매개변수 a,b의 영향만 받음. 만약 전역 변수인 c 등이 출력에 영향 주면 순수 함수가 아님.

const list = [1, 2, 3, 4, 5, 11, 12]
const ret = list.reduce((max, num) => num > max ? num : max, 0)
console.log(ret) // 12
// reduce()는 ‘배열’만 받아서 누적한 결괏값을 반환하는 순수 

고차 함수

함수가 함수를 값처럼 매개변수로 받아 로직을 생성할 수 있는 것

고차 함수를 쓰기 위해서는 해당 언어가 ‘일급 객체’라는 특징을 가져야 함.

일급 객체

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

2. 객체지향 프로그래밍

객체지향 프로그래밍(OOP, Object-Oriented Programming)

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

설계에 많은 시간이 소요

처리 속도가 다른 프로그래밍 패러다임에 비해 상대적으로 느림

//자연수로 이루어진 배열에서 최댓값 찾기
//-> List라는 클래스를 만들고 a라는 객체를 만들 때 최댓값을 추출해내는 메서드로 구현
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

OOP의 특징

추상화(abstraction)

  • 복잡한 시스템으로부터 핵심적인 개념 또는 기능을 간추려내는 것
  • 여러 특징 들 중 일부분만 뽑아내거나 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 중요

다형성(polymorphism)

  • 하나의 메서드나 클래스가 다양한 방법으로 동작하는 것 → 오버로딩, 오버라이딩
  • 오버로딩(overloading) : 같은 이름을 가진 메서드를 여러 개 두는 것 - 무조건 재정의
  • 오버라이딩(overriding) : 상위 클래스로부터 상속받은 메서드를 하위 클래스가 재정의하는 것

SOLID 5원칙

S 단일 책임 원칙(SRP, Single Responsibility Principle)

  • 모든 클래스는 각각 하나의 책임만 가져야 하는 원칙

O 개방-폐쇄 원칙(OCP, Open Closed Principle)

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

L 리스코프 치환 원칙(LSP, Liskov Substitution Principle)

  • 프로그램의 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(ISP, Interface Segregation Principle)

  • 하나의 일반적인 인터페이스보다 구체적인 여러 개의 인터페이스를 만들어야 하는 원칙

D 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
  • 상위 계층은 하위 계층의 변화에 대한 구현으로부터 독립해야 한다.

3. 절차형 프로그래밍

로직이 수행되어야 할 연속적인 계산 과정으로 이루어져 있다.

일이 진행되는 방식으로 그저 코드를 구현하기만 하면 되기 때문에 코드의 가독성이 좋고, 실행 속도가 빠름 → 계산이 많은 작업에 쓰임

대표적으로 포트란(fortran)을 이용한 대기 과학 관련 연산 작업, 머신 러닝의 배치 작업이 있다.

단점 - 모듈화하기가 어렵고, 유지 보수성이 떨어진다.

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