프로그래밍 패러다임
프로그래머에게 프로그래밍의 관점을 갖게 해주는 역할을 하는 개발 방법론
프로그램이 무엇인지 이해할 수 있는 맥락을 제공하는 개발 방법론 (내 정의)
ex. 객체 지향 프로그래밍
프로그래머들이 프로그램을 상호작용하는 객체들의 집합으로 볼 수 있게 한다
ex. 함수형 프로그래밍
상태 값을 지니지 않는 함수 값들의 연속으로 생각할 수 있게 해준다
어떤 언어는 특정한 패러다임을 지원하기도 한다
ex. 자바 - jsk 1.8 이전 객체지향 프로그래밍, 이후 함수형 프로그래밍 패러다임 지원
(람다식, 생성자 레퍼런스, 메서드 레퍼런스 도입), 선언형 프로그매링 (스트림 같은 표준 API 추가)
어떤 언어는 여러 패러다임을 지원하기도 한다
ex. 여러 패러다임을 지원하는 언어로는 C++, 파이썬, 자바스크립트가 있다
패러다임은 크게 선언형, 명령형으로 나뉜다
- 선언형
- 함수형- 명령형
- 객체지향
- 절차지향
선언형과 함수형 프로그래밍
선언형 프로그래밍
무엇을 풀어내는가에 집중하는 패러다임
"프로그래밍은 함수로 이루어진 것이다"
함수형 프로그래밍
선언형 프로그래밍의 일종
- 작은 순수 함수들을 블록처럼 쌓아 로직을 구현
- 고차 함수를 통해 재사용성을 향상
자바스크립트는 단순, 유연한 언어이며 함수가 일급 객체이기 때문에 객체 지향 프로그래밍 보다 함수형 프로그래밍 방식이 선호된다
const ret = [1,2,3,4,5,11,12]
ret.reduce((max, num) => num > max ? num : max, 0)
//reduce는 배열만 받아서 누적한 결괏값ㅇ르 반환하는 순수 함수
console.log(ret) //12
cf. 순수 함수
: 출력이 입력에만 의존하는 것을 의미한다
const pure = (a,b) => { return a+b } pure함수는 들어오는 매개변수 a,b에만 영향을 받는다. 만약 a,b 말고 다른 전역 변수 c 등이 출력에 영향을 주면 순수 함수가 아니다
cf. 고차 함수
함수를 값처럼 매개변수로 받아 로직을 생성할 수 있는 것을 말한다
cf. 일급 객체
고차함수를 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
=> 한마디로 함수를 값처럼 쓸 수 있는 것 같은데?
참고로 함수형 프로그래밍은 이외에도 커링, 불변성 등 많은 특징이 있다
객체지향 프로그래밍
OOP(Object-Oriented Programming)
- 프로그램의 상호 작용을 객체들의 집합으로 표현한다
- 데이터를 객체로 취급한다
- 객체 내부에 선언된 메서드를 활용하는 방식을 말한다
- 설계에 많은 시간이 소요되며 처리 속도가 다른 프로그래밍 패러다임에 비해 상대적으로 느리다
자연수로 이루어진 배열에서 최댓값을 찾으라고 한다면 다음과 같이 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()) //12List는 클래스를 만들고 a라는 객체를 만들 때 최댓값을 추출해내는 메서드를 만든 예제
//함수랑 다르게 바로 데이터를 가공하는 것이 아니라 객체로 만들어서 함수를 메서드로 사용
객체 프로그래밍의 특징
: 추상화, 캡슐화, 상속성, 다형성
1.추상화
복잡한 시스템으로부터 핵심적인 개념 또는 기능을 간추려내는 것을 의미
ex. 군인, 장교, 키 180, 여친 있음, 안경씀, 축구 못함, 롤마스터
-> 여러 특징 중 군인, 장교만 뽑는 것
2.캡슐화
- 객체의 속성과 메서드를 하나로 묶는 것
- 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
ex. 오버로딩, 오버라이딩
cf. 오버로딩
같은 이름을 가진 메서드를 여러 개 두는 것을 말한다
메서드의 타입, 매개변수의 유형, 개수 등으로 여러 개를 둘 수 있으며 컴파일 중에 발생하는 '정적' 다형성
class Person{
public void eat(String a){ //매개변수 1개
System.out.printIn("I eat" + a);
}
public void eat(String a, String b){ //매개변수 2개
System.out.printIn("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
}매개변수 개수의 차이로 구분을 둘 수 있다
cf. 오버라이딩
주로 메서드 오버라이딩을 말하며 상위 클래스로부터 상속받은 메서드를 하위 클래스가 재정의하는 것을 의미한다. 런타임(코드를 한줄씩 읽어내려가는 단계) 중에 발생하는 '동적' 다형성
cf. 런타임 vs 컴파일타임
컴파일타임 : 소스코드를 작성하고 컴파일이라는 과정을 통해 기계어코드로 변환 되어 실행 가능한 프로그램이 되며, 이러한 편집 과정을 컴파일타임(Compiletime) 이라고 부른다.
오류의 유형 : 신택스 오류, 타입체크 오류
컴파일
소스코드 ➡️ 컴파일 ➡️ 기계어 코드
런타임 : 컴파일과정을 마친 프로그램은 사용자에 의해 실행되어 지며, 이러한 응용프로그램이 동작되어지는 때를 런타임(Runtime)이라고 부른다.
런타임 오류의 유형 : 0나누기 오류, 널(Null)참조 오류, 메모리 부족 오류
class Animal {
public void bark(){
System.out.printIn("mumu! mumu!");
}
}
class Dog extends Animal {
@Override //부모인 Animal의 동명 메서드를 오버라이딩해서 wal이 프린트된다
public void bark(){
System.out.printIn("wal! wal!")
}
}
public class Main{
public static void main(String[] args){
Dog d = new Dog():
d.bark();
}
}
"wal! wal!"
자식 클래스 기반으로 메서드가 재정의된 것!
설계 원칙
객체지향 프로그래밍을 설계할 때는 SOLID 원칙을 지켜주어야 한다
단일 책임 원칙
- SRP, Single Responsibility Principle
- 모든 클래스는 각각 하나의 책임만 가져야 하는 원칙
ex. A라는 로직이 존재한다면 어떠한 클래스는 A에 관한 클래스여야 한다
수정 시에도 A와 관련도니 수정이어야 한다
개방-폐쇄 원칙
- OCP, Open Closed Principle
- 유지 보수 사항이 생긴다면 코드를 쉽게 확장할 수 있도록 한다
- 수정할 때는 닫혀 있어야 한다
- 기존 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 의미
- 클래스는 상속이 되고 부모, 자식 계층 관계가 만들어지므로 부모 객체에 자식 객체를 넣어도 시스템이 문제 없이 돌아가게 만드는 것
ex. B가 A의 자식 계층일 때 B를 A와 바꿔도 문제가 없는 것 (자식이 부모+알파니까??)
인터페이스 분리 원칙
- ISP, Interface Segregation Principle
- 하나의 일반적인 인터페이스보다 구체적인 여러 개의 인터페이스를 만들어야 하는 원칙을 말한다
의존 역전 원칙
- DIP, Dependency Inversion Principle
- 자신보다 변하기 쉬운 것에 의존하던 것을 추상화된 인터페이스나 상위 클래스를 두어 변하기 쉬운 것의 변화에 영향 받지 않게 하는 원칙을 말한다
ex. 타이어를 갈아끼울 수 있는 틀을 만들어 놓은 후 다양한 타이어를 교체할 수 있어야 한다
즉, 상위 계층은 하위 계층의 변화에 대한 구현으로부터 독립해야 한다
절차형 프로그래밍
- 로직이 수행되어야 할 연속적인 계산 과정으로 이루어져 있다
- 일의 진행 방식대로 그저 코드를 구현하기만 하면 되기 때문에
=> 코드의 가독성이 좋으며
=> 실행 속도가 빠르다 - 계산이 많은 작업 등에 쓰인다
ex. 포트란을 이용한 대기 과학 관련 연산 작업, 머신 러닝의 배치 작업 - 단접 : 모듈화하기 어렵고 유지 보수성이 떨어진다
ex. 자연수로 이루어진 배열에서 최댓값을 찾으라고 한다면
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)패러다임의 혼합
가장 좋은 패러다임은 없다!
- 비즈니스 로직이나 서비스 특징을 고려해서 패러다임을 정하는 것이 좋다
- 하나의 패러다임 기반 통일보다
여러 패러다임 조합해 상황과 맥락에 따라 패러다임의 장점만 취해 개발하는 것이 좋다
ex. 백엔드
- 머신 러닝 파이프라인 : 절차지향형 패러다임
- 거래 관련 로직 : 함수형 프로그래밍 적용
정리
예상 질문
- 객체 지향 특징
- 실생활 예제 : 프로젝트에서 사용한적
- 각자의 특징과 장/단점
객체 지향형 특징 예시
