면접을 위한 CS 전공 지식 노트-[1.2 프로그래밍 패러다임]

프로그래밍 패러다임

프로그래밍 프러다임은 프로그래머에게 프로그래밍의 관점을 갖게 해주는 역할을 하는 개발 방법론이다. 

 

선언형과 함수형 프로그래밍

선언형 프로그래밍(declarative programming)이란 무엇을 풀어내는가에 집중하는 패러다임 ("프로그램은 함수로 이루어진 것"이란 명제를 담고 있음)

함수형: 선언형 프로그래밍의 일종

// JavaScript
// 자연수로 이루어진 배열에서 최댓값을 찾는 로직
const list = [1, 2, 3, 4, 5, 11, 12]
const ret = list.reduce((max, num) => num > max ? num : max, 0)
console.log(ret) // 12

함수형 프로그래밍: "순수 함수"들을 블록처럼 쌓아서 로직 구현 + "고차 함수"를 통해 재사용성을 높이는 패러다임. 

JS의 함수는 일급 객체이기 때문에 객체지향 프로그래밍보다는 함수형 프로그래밍 방식이 선호된다. 

 

순수함수

출력이 입력에만 의존하는 것을 의미한다. 

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

위 pure 함수는 오직 매개변수 a,b에만 영향을 받는다. 만약 다른 전역 변수 C에 의해서 영향을 받는다면 순수 함수가 아니게 된다. 

 

고차함수

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

고차 함수로 사용하기 위해선 일급 객체여야 한다. 

 

일급 객체 특징:

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

함수형 프로그래밍 기법은 위에 언급된 것 외에도 커링, 불변성 등 추가적인 특징들이 더 존재한다.

객체지향 프로그래밍

객체들의 집합으로 프로그램의 상호 작용을 표현하며 데이터를 객체로취급하여 객체 내부에 선언된 메서드를 활용하는 방식을 말한다. 설계에 많은 시간이 소요되며, 다른 프로그래밍 패러다임에 비해 상대적으로 느림

// JavaScript
// 자연수로 이루어진 배열에서 최댓값을 찾는 로직
// List 라는 클래스를 만들고, a라는 객체를 만들 때 최댓값을 추출해내는 메서드를 만든 예제
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

객체지향 프로그래밍의 특징

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

추상화 

• 복잡한 시스템에서 핵심적인 개념/기능을 간추려 내는 것
• 여러 특징 중 일부만 뽑아냄/ 더 간추려 나타냄

캡슐화

• 객체의 속성+메서드를 하나로 묶고 일부를 외부에 감추어 은닉하는 것을 의미한다. 

상속성

• 상위 클래스의 속성을 하위 클래스에서 이어받아서 재사용/추가/확장을 의미한다. 
• 코드의 재사용, 계층적인 관계 생성, 유지 보수성 측면에서 중요하다. 

다형성

• 하나의 메서드나 클래스가 다양한 방법으로 동작하는 것
  • 오버라이딩/오버로딩

오버라이딩 (overloading)

같은 이름을 가진 메서드를 여러 개 두는 것을 의미

오버라이딩 (overriding)

주로 메서드 오버라이딩을 말하며, 상위클래스로부터 상속 받은 메서드들을 하위 클래스가 재정의하는 것을 의미

 

SOLID 원칙

객체지향 프로그래밍을 설계할 때는 SOLID 원칙을 지켜줘야 한다.

• S 단일 책임 원칙
• O 개방-패쇄 원칙 
• L 리스코프 치환 원칙
• I 인터페이스 분리 원칙 
• D 는 의존 역전 원칙

단일 책임 원칙 (SRP, Single Responsibility Principle)

모든 클래스는 각각 하나의 책임만을 가져야 하는 원칙이다. (예를 들어 A라는 로직이 존재할 때 어떠한 클래스는 A에 관한 클래스 + 수정도 A와 연관돼야 함)

 

개방-폐쇄 원칙(OCP, Open Closed Principle)

유지 보수 사항이 생긴다면 코드를 쉽게 확장할 수 있도록 하고 수정할 때는 닫혀 있어야 하는 원칙이다. (기존의 코드는 잘 변경하지 않으면서도 확장은 쉽게? 어떤 기법이지?) 

 

리스코프 치환 원칙(LSP, Liskov Substitution Principle)

프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 하는 것을 의미한다. 

 

인터페이스 분리 원칙(ISP, Interface Segregation Principle)

하나의 일반적인 인터페이스보다 구체적인 여러 개의 인터페이스를 만들어야 하는 원칙이다. 

 

의존 역전 원칙(DIP, Dependency Inversion Principle)

자신보다 변하기 쉬운 것에 의존 하던 것을 추상화된 인터페이스나 상위 클래스를 두어 변하기 쉬운 것의 변화에 영향 받지 않게 하는 원칙을 말한다. ex) 타이어 깔아 끼우는 틀이 있고 다양한 타이어 교체가 가능해야 한다. 즉, 상위 계층은 하위 계층의 변화에 대한 구현으로부터 독립해야 한다. 

 

절차형 프로그래밍

절자형 프로그래밍은 로직이 수행되어야 할 연속적인 계산 과정으로 이루어져 있다. 

• 장점
  • 일의 진행 방식에 따라 코드 구현하면 된다. 가독성이 좋고 코드 읽기가 쉽고 실행 속도도 빠르다. 계산이 많은 작업에 주로 쓰인다. (머신 러닝의 배치 작업 등에 쓰임)
• 단점
  • 모듈화하기 어려움, 유지 보수성이 떨어진다.

// JavaScript
// 자연수로 이루어진 배열에서 최댓값을 찾는 로직
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