[면접을 위한 CS 전공지식 노트] 1.2 프로그래밍 패러다임

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면접을 위한 CS 전공지식 노트

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1.2 프로그래밍 패러다임

1.2.1 선언형과 함수형 프로그래밍 1.2.2 객체지향 프로그래밍 1.2.3 절차형 프로그래밍 1.2.4 패러다임의 혼합

 

1.2 프로그래밍 패러다임

• 프로그래머에게 프로그래밍의 관점을 갖게 해주는 역할을 하는 개발 방법론
• 특정 패러다임을 지원하는 언어들이 존재한다
  • jdk 1.8 이전의 자바는 객체지향 프로그래밍을 지원한다
    jdk 1.8 이후로 함수형 프로그래밍을 지원하기 위해 람다식, 생성자 레퍼런스, 메서드 레퍼런스를 도입했고 선언형 프로그래밍을 위해 스트림 등의 표준 API 등이 추가됨
  • 하스켈은 함수형 프로그래밍을 지원한다
  • C++, 파이썬, 자바스크립트는 여러 종류의 패러다임을 지원한다

프로그래밍 패러다임의 분류

 

1.2.1 선언형과 함수형 프로그래밍

선언형 프로그래밍(declarative programming) : '무엇을' 풀어내는가에 집중하는 프로그래밍

함수형 프로그래밍(functional programming)

• 선언형 프로그래밍의 일종
• 작은 단위의 순수 함수들을 쌓아 로직을 구현하고, 고차 함수를 통해 재사용성을 높인 프로그래밍 패러다임
  • 고차 함수 : 함수가 함수를 매개변수로 받아 로직을 생성할 수 있는 것
    
    • 이때 고차 함수를 쓰기 위해서는 해당 언어가 일급 객체라는 특징을 가져야 한다
      (자바스크립트의 함수는 일급 객체이기 때문에 함수형 프로그래밍 방식이 선호된다)
    • 일급 객체의 특징

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

 

1.2.2 객체지향 프로그래밍(OOP, Object-Oriented Programming)

• 데이터를 객체로 취급하여 객체 내부에 선언된 메서드를 활용하고, 객체들의 집합으로 프로그램의 상호 작용을 표현하는 방식
• 설계가 오래 걸리고, 다른 프로그래밍 패러다임에 비해 상대적으로 느리다
• 객체지향 프로그래밍의 특징
  • 추상화 : 복잡한 시스템으로부터 핵심적인 개념, 기능을 간추려내는 것
  • 캡슐화 : 객체의 속성과 메서드를 하나로 묶고 일부를 외부에 감추어 은닉하는 것
  • 상속성 : 상위 클래스의 속성을 하위 클래스가 이어받아서 재사용, 추가, 확장하는 것
  • 다형성 : 하나의 메서드나 클래스가 다양한 방법으로 동작하는 것
    • overloading : 같은 이름을 가진 메서드를 여러 개 두는 것. 메서드의 타입, 매개변수의 유형, 개수를 다르게 둘 수 있다. 컴파일 중 발생하는 정적 다형성
    • overriding : 상위 클래스로부터 상속받은 메서드를 하위 클래스가 재정의하는 것. 런타임 중 발생하는 동적 다형성
• 설계 원칙 - 객체지향 프로그래밍을 설계할 때 지켜야 하는 SOLID 원칙
  
  • 단일 책임 원칙(SRP, Single Responsibility Principle)
    : 모든 클래스는 각각 하나의 책임만 가져야 한다는 원칙
  • 개방-폐쇄 원칙(OCP, Open Closed Principle)
    : 기존 코드는 잘 변경하지 않으면서도(폐쇄) 확장은 쉽게 할 수 있어야 한다(개방)
  • 리스코프 치환 원칙(LSP, Liskov Substitution Principle)
    : 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 한다
  • 인터페이스 분리 원칙(ISP, Interfact Segregation Principle)
    : 하나의 일반적인 인터페이스보다 구체적인 여러 개의 인터페이스를 만들어야 한다
  • 의존 역전 원칙(DIP, Dependency Inversion Principle)
    : 상위 계층은 하위 계층의 변화에 대한 구현으로부터 독립해야 한다. 
      자신보다 변하기 쉬운 것에 의존하면 안된다

 

1.2.3 절차형 프로그래밍

• 수행되어야 할 연속적인 계산 과정으로 이루어진 로직
• 코드의 가독성이 좋고 실행 속도가 빨라 계산이 많은 작업에 쓰인다
• 예) fortran을 이용한 대기 과학 관련 연산 작업, 머신 러닝의 배치 작업

➖ 모듈화하기 어렵고 유지 보수성이 떨어진다

 

1.2.4 패러다임의 혼합

하나의 패러다임만을 기반으로 서비스를 구축하는 것도 좋지만, 여러 패러다임의 장점만 취해 서비스를 개발하는 것이 좋다