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220930 TIL | 면접을 위한 CS 전공지식 노트 (1) - 프로그래밍 패러다임

  • 2022년 09월 30일

프로그래밍 패러다임(Programming paradigm)

  • 프로그래머에게 프로그래밍의 관점을 갖게 해주는 역할을 하는 개발 방법론
  • 프로그래밍 패러다임은 크게 선언형, 명령형으로 나눈다.
    • 선언형은 함수형이라는 하위 집합을 갖는다.
    • 명령형은 객체지향, 절차지향으로 나눈다.

선언형과 함수형 프로그래밍

선언형 프로그래밍(declarativ programming)이란

  • 무엇을 풀어내는가에 집중하는 패러다임이다.
  • “프로그래밍은 함수로 이루어진 것이다”라는 명제가 담겨 있는 패러다임이기도 하다.

함수형 프로그래밍(functional promgramming)이란

  • 선언형 패러다임의 일종이다.

ex ) 자연수로 이루어진 배열에서 최댓값을 찾으라고 할 때

const ret = [1, 2, 3, 4, 5, 11, 12]
.reduce((max, num) => num > max ? num : max, 0)
console.log(ret);
  • 함수형 프로그래밍은 이처럼 순수 함수들을 블록처럼 쌓아 로직을 구현하고 고차 함수를 통해 재사용성을 높힌 프로그래밍 패러다임이다.
  • 자바스크립트의 함수는 일급 객체이기 때문에 객체지향 프로그래밍보다 함수형 프로그래밍 방식이 선호된다.

순수 함수란?

  • 출력이 입력에만 의존하는 것을 의미한다.
const pure = (a, b) => {
	return a + b
}
  • 예제와 같이 pure 함수는 들어오는 매개변수 a, b에서만 영향을 받는다
  • 만약 a, b가 아닌 다르 전역변수 c 등이 이 출력에 영향을 주면 pure는 순수함수가 아니다.

고차 함수

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

함수형 프로그래밍은 이외에도 커링, 불변성 등 많은 특징이 있다.

객체지향 프로그래밍 (Object-Oriented Programming)

  • 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 느리다.

ex ) 최댓값을 구하는 똒같은 예제를 객체지향 패러다임으로 구현했을 때

const ret = [1, 2, 3, 4, 5, 11, 12]
class List {
	constructor(list) {
		tihs.list = list
		this.max = list.reduce((max, num) => num > max ? num : max : 0)
	}
	getMax() {
		return this.mx
	}
}

const a = new List(ret)
console.log(a.getMax()) // 12

객체지향 프로그래밍의 특징

  1. 추상화 (abstraction)
    1. 복잡한 시스템으로부터 핵심적인 개념 또는 기능을 간추려내는 것
    2. Person의 특성에 키 170, 시력 좋음, 서울 거주, 직업 개발자 등의 특징이 있을 때 일부 특징인 개발자, 서울거주만 뽑아내거나 더욱 간추린 것.
  2. 캡슐화 (encapsulation)
    1. 객체의 속성과 메서드를 하나로 묶고 일부를 외부에 감추어 은닉하는 것
  3. 상속성 (inheritance)
    1. 상위 클래스의 특성을 하위 클래스가 이어 받아 재사용하거나 추가, 확장하는 것
  4. 다형성 (polymorphism)
    1. 하나의 메서드나 클래스가 다양한 방법으로 동작하는 것
    2. 대표적으로 오버로딩, 오버라이딩이 있다.

설계 원칙

객체지향 프로그래밍을 설계할 떄는 SOLID 원칙을 지켜주어야 한다.

  1. S - 단일책임원칙 (SRP, Single Responsibility Principle)
    1. 모든 클래스는 각각 하나의 책임만 가져야 한다.
    2. A라는 로직이 있다면 어떠한 클래스는 A에 관한 클래스여야 하고, 이를 수정한다고 했을 때도 A와 관련된 수정이어야 한다.
  2. O - 개방—폐쇄 원칙(OCP, Open Closed Principle)
    1. 유지 보수 사항이 생긴다면 코드를 쉽게 확장할 수 있도록 하고 수정할 때는 닫혀 있어야 한다.
  3. L - 리스코프 치환 원칙 (LSP, Liskov Substitution Prnciple)
    1. 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 하는 것
  4. I - 인터페이스 분리 원칙 (ISP, Interface Segregation Principle)
    1. 하나의 인터페이스보다 구체적인 여러 개의 인터페이스를 만들어야 하는 원칙
  5. D - 의존 역전 원칙 (DIP, Dependency Inversion Principle)
    1. 자기보다 변하기 쉬운 것에 의존하던 것을 추상화된 인터페이스나 상위 클래스를 두어 변하기 쉬운 것의 변화에 영향받지 않게 하는 원칙
    2. 타이어를 갈아 끼울 수 있는 틀을 만들고 보석 타이어를 만들거나, 장난감 타이어를 만드는 등 다양하게 타이어를 변경할 수 있어야 한다.

절차형 프로그래밍

  • 로직이 수행되어야 할 연속적인 계산 과정으로 이루어짐
  • 계산이 많은 작업에 쓰임 ex ) 포트란을 이용한 대기 과학 관련 연산 작업, 머신 러닝 배치 작업..
  • 모듈화 하기가 어렵고 유지보수성이 떨어진다는 단점이 있다.

ex ) 최대 자연수를 구하는 로직에 절차지향형 프로그래밍 도입 시

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) // 12

🥕 어떠한 패러다임이 가장 좋다! 라는 정답은 없다. 하나의 패러다임을 기반으로 통일하여 서비스를 구축할 수도 있지만, 여러 패러다임을 조합하여 상황과 맥락에 따라 패러다임간의 장점만 취해 개발하는 것이 좋다. ex ) 백엔드의 머신 러닝 파이프라인과 거래 관련 로직이 있다면 머신 러닝 파이프라인은 절차 지향형 패러다임, 거래 관련 로직은 함수형 프로그래밍

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