프로그래밍 패러다임

프로그래밍 패러다임이란 프로그래머에게 프로그래밍의 관점을 갖게 해주는 역할을 하는 개발 방법론을 말한다.

 

예를 들어 객체지향 프로그래밍은 프로그래머들이 프로그램을 상호 작용하는 객체들의 집합으로 볼 수 있게 하고, 함수형 프로그래밍은 상태 값을 지니지 않는 함수 값들의 연속으로 생각할 수 있게 해준다.

 

프로그래밍 패러다임의 분류

• 선언형
• '무엇을' 풀어내는가에 집중하며, "프로그램은 함수로 이루어진 것이다"라는 명제가 담겨있다. 
  • 함수형
  • 작은 순수 함수들을 블록처럼 쌓아 로직을 구현하고, 고차 함수를 통해 재사용성을 높인 프로그래밍 패러다임이다.
  • 순수 함수 : 출력이 입력에만 의존하는 것
  • 고차 함수 : 함수가 함수를 값처럼 배개변수로 받아 로직을 생성할 수 있는 것
  • 고차 함수를 쓰기 위해서는 해당 언어가 일급 객체라는 특징을 가져야 하며, 그 특징은 아래와 같다.
    • 변수나 메서드에 함수를 할당할 수 있다.
    • 함수 안에 함수를 매개변수로 담을 수 있다.
    • 함수가 함수를 반환할 수 있다.
• 명령형
  • 객체지향형
    • 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 상대적으로 느리다.
    • 객체지향 프로그래밍의 특징으로는 추상화, 캡슐화 상속성, 다형성이 있다.
      • 추상화 : 복잡한 시스템으로부터 핵심적인 개념 또는 기능을 간추려내는 것을 의미한다.
      • 캡슐화 : 객체의 속성과 메서드를 하나로 묶꼬 일부를 외부에 감추어 은닉하는 것을 말한다.
      • 상속성 : 상위 클래스의 특성을 하위 클래스가 이어받아서 재사용하거나 추가, 확장하는 것을 말한다. 이는 코드의 재사용 측면, 계층적인 관계 생성, 유지 보수성 측면에서 중요하다.
      • 다형성 : 하나의 메서드나 클래스가 다양한 방법으로 동작하는 것을 말한다. 대표적으로 오버로딩, 오버라이딩이 있다.
    • 설계 원칙 : 객체지향 프로그래밍은 설계할 때 SOLID 원칙을 지켜주어야 한다. 각각이 의미하는 것을 알아보자.
      • S -단일 책임 원칙 : 모든 클래스는 각각 하나의 책임만 가져야 한다.
      • O - 폐쇄 원칙 : 유지 보수 사항아 생긴다면 코드를 쉽게 확장할 수 있도록 하고 수정할 때는 닫혀 있어야 한다.
      • L - 리스코프 치환 원칙 : 정확성을 깨드리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 한다. 클래스의 상속에서 부모, 자식 계층 관계가 만들어지는데, 부모 객체에 자식 객체를 넣어도 시스템이 문제없이 돌아가게 만드는 것을 말한다.
      • I - 인터페이스 분리 원칙 : 하나의 일반적인 인터페이스보다 구체적인 여러 개의 인터페이스를 만들어야 한다.
      • D - 의존 역전 법칙 : 자신보다 변하기 쉬운 것에 의존 하던 것을 추상화된 인터페이스나 상위 클래스를 두어 변하기 쉬운 것의 변화에 영향받지 않게 한다.
  • 절차지향형
    • 로직이 수행되어야 할 연속적인 계산 과정으로 이루어져 있다. 일이 진행되는 방식으로 코드를 구현하기만 하면 되기 때문에 코드의 가독성이 좋고 실행 속도가 빠르다. 때문에 계산이 많은 작업 등에 쓰인다.
    • 대표적으로 포트란(fortran)을 이용한 대기 과학 관련 연산 작업, 머신 러닝의 배치 작업이 있다.
    • 모듈화하기가 어렵고 유지 보수성이 떨어진다는 단점이 있다.
• 각 패러다임마다 장단점이 있으므로 비즈니스 로지이나 서비스의 특징을 고려해서 패러다임을 정해야 하며, 하나의 패러다임을 기반으로 통일하는 것도 좋으나 상황과 맥락에 따라 패러다임의 장점만 취해 개발하는 것이 좋다.
  ex) 머신 러닝 파이프라인 로직과 거래 관련 로직 > 머신 러닝 파이프라인은 절차지향형, 거래 관련 로직은 함수형

 

오버로딩 : 같은 이름을 가진 메서드를 여러 개 두는 것을 말한다. 메서드의 타입, 매개변수의 유형, 개수 등으로 여러 개로 둘 수 있으며 컴파을 중에 발생하는 정적 다형성이다.

 

오버라이딩 : 주로 메서드 오버라이딩을 말하며 상위 클래스로부터 상속받은 하위 클래스가 재정의하는 것을 의미한다. 이는 런타임 중에 발생하는 동적 다형성이다.