프로그래밍 패러다임

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프로그래밍 패러다임

프로그래밍 패러다임은 크게 선언형, 명령형으로 나누며, 선언형은 함수형이라는 하위 집합을 갖습니다. 또한, 명령형은 다시 객체지향, 절차지향으로 나눕니다.

선언형과 함수형 프로그래밍

선언형 프로그래밍(declarative programming)이란 ‘무엇을’ 풀어내는가에 집중하는 패러다임이며, “프로그램은 함수로 이루어진 것이다.” 라는 명제가 담겨 있는 패러다임이기도 합니다.
예를 들어 자연수로 이루어진 배열에서 최댓값을 찾으라고 한다면 다음과 같이 로직을 구성합니다.

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

앞의 코드에서 reduce()는 ‘배열’만 받아서 누적한 결괏값을 반환하는 순수 함수입니다.
함수형 프로그래밍은 이와 같은 작은 ‘순수 함수’들을 블록처럼 쌓아 로직을 구현하고 ‘고차 함수’를 통해 재사용성을 높인 프로그래밍 패러다임입니다.

순수 함수

출력이 입력에만 의존하는 것을 의미합니다.

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

pure 함수는 들어오는 매개변수 a,b에만 영향을 받습니다. 만약 a,b 말고 다른 전역 변수 c 등이 이 출력에 영향을 주면 순수 함수가 아닙니다.

고차 함수

고차함수란 함수가 함수를 값처럼 매개변수로 받아 로직을 생성할 수 있는 것을 말합니다.

일급 객체

이때 고차 함수를 쓰기 위해서는 해당 언어가 일급객체라는 특징을 가져야 하며 그 특징은 다음과 같습니다.

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

객체지향 프로그래밍

객체지향 프로그래밍(OOP, Object-Oriented Programming)은 객체들의 집합으로 프로그램의 상호 작용을 표현하며 데이터를 객체로 취급하여 객체 내부에 선언된 메서드를 활용하는 방식을 말합니다.
설계에 많은 시간이 소요되며 처리 속도가 다른 프로그래밍 패러다임에 비해 상대적으로 느립니다.

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

클래스 List의 메서드 getMax()로 list의 최댓값을 반환하는 예제입니다.

객체지향 프로그래밍의 특징

객체지향 프로그래밍은 추상화, 캡슐화, 상속성, 다형성 이라는 특징이 있습니다.

• 추상화
  추상화(abstraction)란 복잡한 시스템으로부터 핵심적인 개념 또는 기능을 간추려내는 것을 의미합니다.
• 캡슐화
  캡슐화(encapsulation)는 객체의 속성과 메서드를 하나로 묶고 일부를 외부에 감추어 은닉하는 것을 말합니다.
• 상속성
  상속성(inheirance)은 상위 클래스의 특성을 하위 클래스가 이어받아서 재사용하거나 추가, 확장하는 것을 말합니다. 코드의 재사용 측면, 계층적인 관계 생성, 유지 보수성 측면에서 중요합니다.
• 다형성
  다형성(polymorphism)은 하나의 메서드나 클래스가 다양한 방법으로 동작하는 것을 말합니다. 대표적으로 오버로딩, 오버라이딩이 있습니다.

설계 원칙

객체지향 프로그래밍을 설계할 때는 SOLID원칙을 지켜주어야 합니다. S는 단일 책임원칙, O는 개방-폐쇠원칙, L은 리스코프 치환 원칙, I는 인터페이스 분리원칙, D는 의존역전 원칙을 의미합니다.

• 단일 책임 원칙
  단일 책임 원칙은 모든 클래스는 각각 하나의 책임만 가져야 하는 원칙입니다.
• 개방-폐쇠 원칙
  개방-폐쇠 원칙은 유지보수 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 꺠뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 하는 것을 의미합니다. 클래스는 상속이 되기 마련이고 부모, 자식이라는 계층 관계가 만들어집니다.
  이때 부모 객체에 자식 객체를 넣어도 시스템이 문제없이 돌아가게 만드는 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.

절차형 프로그래밍

절파형 프로그래밍은 로직이 수행되어야 할 연속적인 계산 과정으로 이루어져 있습니다.
일이 진행되는 방식으로 그저 코드를 구현하기만 하면 되기 때문에 코드의 가독성이 좋으며 실행 속도가 빠릅니다. 그렇기 때문에 계산이 많은 작업 등에 쓰입니다.
대표적으로 포트란(fortran)을 이용한 대기 과학 관련 연산 작업, 머신 러닝의 배치 작업이 있습니다. 단점으로는 모듈화하기가 어렵고 유지 보수성이 떨어진다는 점이 있습니다.