0. 프로그래밍 패러다임

프로그래밍 패러다임은 프로그래밍의 관점을 갖게 해주는 개발 방법론이다.
분류로는 크게 선언형, 명령형으로 나뉜다.

• 선언형

  • 함수형(Functional)

• 명령형

  • 객체지향형(Object-Oriented)
  • 절차지향형(Procedural)

1. 선언형과 함수형 프로그래밍

선언형 프로그래밍은 무엇을 풀어내는가에 집중하고 프로그램은 함수로 이루어진 것이다라는 명제가 담겨 있다. 이의 일종으로 함수형 프로그래밍이 있다.

함수형 프로그래밍은 순수 함수들을 블록처럼 쌓아 로직을 구현하고 고차 함수를 통해 재사용성을 높였다.

이외에도 커링, 불변성 등 많은 특징이 있는데 이번에는 순수 함수와 고차 함수에 대해 설명하겠다.

순수 함수

출력이 입력에만 의존하는 것을 의미한다.

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

pure 함수는 매개변수 a, b에만 영향을 받는다. 만약 이 이외에 다른 전역 변수가 이 출력에 영향이 끼치면 순수 함수가 아니다. 즉 항상 동일한 인자를 줄 경우 동일한 결과를 리턴하는 것이다.

결론적으로 순수 함수를 사용하면 특정 함수가 다른 함수에 미치는 예기치 못한 영향을 최소화할 수 있다. 또한 함수를 만들고 실행할 때 어떤 결과값을 리턴할지 예측할 수 있다는 장점이 있다.

고차 함수

함수가 함수를 값처럼 매개변수로 받아 로직을 생성할 수 있는 것을 말한다.

일급 객체

고차 함수를 쓰기 위해 일급 객체라는 특징을 가져야 한다.

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

2. 객체지향 프로그래밍

OOP(Object-Oriented Programming)는 객체들의 집합으로 상호 작용을 표현하는 형식이며 데이터를 객체로 취급하여 객체 내부에 선언된 메소드를 활용하는 방식이다.

단점

설계에 많은 시간이 소요되며 처리 속도가 다른 패러다임에 비해 느리다.

객체지향 프로그래밍의 특징

객체지향 프로그래밍은 추상화, 캡슐화, 상속성, 다형성이라는 특징이 있다.

추상화

추상화는 복잡한 시스템으로부터 핵심적인 개념이나 기능을 간추려 내는 것을 말한다.
내 친구의 특징을 추상화 하면 군인, 장교, 키180, 여친없음, 안경씀, 롤브론즈 등의 특징을 코드로 나타낼때 일부분의 특징은 군인, 장교만 뽑아내거나 더 간추려서 나타내는 것을 말한다.

즉 추상화란 모든 객체들에 대해 공통적인 요소나 특징을 추출하는 것이라고 생각하면 된다.

캡슐화

캡슐화는 객체의 속성과 메소드를 하나로 묶고 일부를 외부에 감춰 은닉화 하는 것을 말한다.

오해하면 안되는게 캡슐화와 정보은닉과는 다르다. 캡슐화에서 정보은닉의 특성을 갖고 사용하는 것이다.

상속성

상속성은 상위 클래스의 특성을 하위 클래스가 이어받아 재사용하거나 추가 확장 하는 것을 말한다.
상속성을 사용하면 코드의 재사용성 측면, 관계 생성, 유지 보수 부분에서 이점을 가진다.

다형성

다형성은 하나의 메소드나 클래스가 다양한 방법으로 동작하는 것을 말한다.
대표적으로 오버로딩과 오버라이딩이 있다.

오버로딩

오버로딩은 같은 이름을 가진 메소드를 여러 개 두는 것을 말한다.
이는 컴파일 중에 발생하는 정적 다형성이다.

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
*/

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

오버라이딩

오버라이딩은 주로 메소드 오버라이딩을 말하며 상위 클래스로부터 상속받은 메소드를 하위 클래스가 재정의하는 것을 의미한다.
이는 런타임 중에 발생하는 동적 다형성이다.

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!!!
*/

부모 클래스인 Animal는 mumu!로 짖게 만들었는데 자식 클래스에서 wal!로 바꿨더니 자식 클래스 기반으로 메소드가 재정의 됨을 알 수 있는 코드이다.

설계 원칙

객체지향 프로그래밍을 설계할 때는 SOLID 원칙을 지켜줘야 한다.

단일 책임 원칙 (SRP, Single, Responsibility Principle)

단일 책임 원칙은 모든 클래스가 하나의 책임을 가져야 하는 원칙이다. 예를 들어 A라는 로직이 존재한다면 어떤 클래스 A에 관한 클래스여야 하고 이를 수정한다고 해도 A와 관련된 수정이어야 한다.

개방-폐쇄 원칙 (OCP, Open Closed Principle)

개방-폐쇄 원칙은 유지 보수 사항이 생기면 코드를 쉽게 확장할 수 있도록 하고 수정할 때는 닫혀 있어야 하는 원칙이다. 즉 기존의 코드는 잘 변경하지 않으면서도 확장은 쉽게 할 수 있어야 한다.

리스코프 치환 원칙 (LSP, Liskov Substritution Principle)

리스코프 치환 원칙은 객체가 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 하는 것을 의미한다.
클래스는 상속이 되기 마련이고 부모와 자식이라는 계층 관계까 만들어지는데 이때 부모 객체에 자식 객체를 넣어도 시스템이 문제없이 돌아가야 것을 말한다.
즉 부모와 자식 객체를 바꿔도 문제가 없어야 한다.

인터페이스 분리 원칙 (ISP, Interface Segregation Principle)

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

의존 역전 원칙 (DIP, Dependency Inversion Principle)

의존 역전 원칙은 자신보다 변하기 쉬운 것에 의존하던 것을 추상화된 인터페이스나 상위 클래스를 두어 변하기 쉬운 것에 변화에 영향받지 않게 하는 원칙을 말한다.

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.

3. 절차형 프로그래밍

절차형 프로그래밍은 로직이 수행되어야 할 연속적인 계싼 과정으로 이루어져있다.
일이 진행되는 방식으로 코드를 구현하기만 하면 돼서 코드의 가독성이 좋고 실행 속도가 빠르다. 그렇기에 계산이 많은 작업에 자주 쓰이는데 대표적으로 과학 관련 연산 작업과 머신 러닝 작업 등이 있다. 단점으로는 모듈화하기가 어렵고 유지 보수성이 떨어진다는 점이 있다.