[CS 전공지식 노트] 디자인 패러다임

 

'면접을 위한 CS 전공지식 노트'를 읽고 개인적으로 정리한 글입니다.

 

1.2 프로그래밍 패러다임

 

프로그래밍 패러다임(programming paradigm)은 프로그래머에게 프로그래밍의 관점을 갖게 해주는 역할을 하는 개발 방법론임

 

=> 객체지향 프로그래밍은 프로그래머들이 프로그램을 상호 작용하는 객체들의 집합으로 볼 수 있게 하는 반면에, 함수형 프로그래밍은 상태 값을 지니지 않는 함수 값들의 연속으로 생각할 수 있게 해줌

 

 

1.2.1 선언형과 함수형 프로그래밍

 

선언형 프로그래밍(declarative programming)이란 '무엇을' 풀어내는가에 집중하는 패러다임이며, '프로그램은 함수로 이루어진 것이다' 라는 명제가 담겨 있는 패러다임이기도 함

 

=> 함수형 프로그래밍(functional programming)은 선언형 패러다임의 일종

 

 

함수형 프로그래밍은 작은 '순수 함수'들을 블록처럼 쌓아 로직을 구현하고 '고차 함수'를 통해 재사용성을 높인 프로그래밍 패러다임임

 

=> JS는 함수가 일급 객체이기 때문에 객체지향 프로그래밍보다는 함수형 프로그래밍 방식이 선호됨

 

순수 함수란 출력이 입력에만 의존하는 것을 의미함

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

와 같은 함수를 생각해볼 수 있음

 

고차 함수란 함수가 함수를 값처럼 매개변수로 받아 로직을 생성할 수 있는 것을 말함

이때 고차 함수를 쓰기 위해서는 해당 언어가 일급 객체라는 특징을 가져야 하며 그 특징은 다음과 같음

1. 변수나 메서드에 함수를 할당할 수 있음

2. 함수 안에 함수를 매개변수로 담을 수 있음

3. 함수가 함수를 반환할 수 있음

 

1.2.2 객체지향 프로그래밍

 

객체지향 프로그래밍(OOP, Object-Oriented Programming)은 객체들의 집합으로 프로그램의 상호 작용을 표현하며 데이터를 객체로 취급하여 객체 내부에 선언된 메서드를 활용하는 방식을 말함

 

=> 설계에 많은 시간이 소요되며 처리 속도가 다른 프로그래밍 패러다임에 비해 상대적으로 느림

 

객체지향 프로그래밍의 특징

 

추상화

 

추상화(abstraction)란 복잡한 시스템으로부터 핵심적인 개념 또는 기능을 간추려내는 것을 의미함

 

캡슐화

 

캡슐화(encapsulation)는 객체의 속성과 메서드를 하나로 묶고 일부를 외부에 감추어 은닉하는 것을 말함

 

상속성

 

상속성(inheritance)은 상위 클래스의 특성을 하위 클래스가 이어받아서 재사용하거나 추가, 확장 하는 것을 말함

 

=> 코드의 재사용 측면, 계층적인 관계 생성, 유지 보수성 측면에서 중요함

 

다형성

 

다형성(polymorphism)은 하나의 메서드나 클래스가 다양한 방법으로 동작하는 것을 말함

 

=> 대표적으로 오버로딩, 오버라이딩이 있음

 

오버로딩(overloading)은 같은 이름을 가진 메서드를 여러 개 두는 것을 말함

=> 메서드의 타입, 매개변수의 유형, 개수 등으로 여러 개를 둘 수 있으며 컴파일 중에 발생하는 '정적' 다형성임

오버라이딩(overriding)은 주로 메서드 오버라이딩을 말하며 상위 클래스로부터 상속 받은 메서드를 하위 클래스가 재정의하는 것을 의미함

=> 런타임 중에 발생하는 '동적' 다형성임

 

설계 원칙

객체지향 프로그래밍을 설계할 때는 SOLID 원칙을 지켜주어야함

 

단일 책임 원칙 (S)

 

단일 책임 원칙(SRP, Single Responsibility Principle)은 모든 클래스는 각각 하나의 책임만 가져야 하는 원칙

 

=> A라는 로직이 존재한다면 어떠한 클래스는 A에 관한 클래스여야하고 이를 수정한다고 했을 때도 A와 관련된 수정이여야함

 

개방-폐쇄 원칙 (O)

 

개방-폐쇄 원칙(OCP, Open Closed Principle)은 유지 보수 사항이 생긴다면 코드를 쉽게 확장할 수 있도록 하고 수정할 때는 닫혀 있어야 하는 원칙임

 

=> 기존의 코드는 잘 변경하지 않으면서도 확장은 쉽게할 수 있어야함

 

리스코프 치환 원칙 (L)

 

리스코프 치환 원칙(LSP, Liskov Substitution Principle)은 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨뜨리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 하는 것을 의미함

 

=> 부모 객체에 자식 객체를 넣어도 시스템이 문제없이 돌아가게 만드는 것을 말함

 

인터페이스 분리 원칙 (I)

 

인터페이스 분리 원칙(ISP, Interface Segregation Principle)은 하나의 일반적인 인터페이스보다 구체적인 여러 개의 인터페이스를 만들어야 하는 원칙을 말함

 

의존 역전 원칙 (D)

 

의존 역전 원칙(DIP, Dependency Inversion Principle)은 자신보다 변하기 쉬운 것에 의존하던 것을 추상화된 인터페이스나 상위 클래스를 두어 변하기 쉬운 것의 변화에 영향받지 않게 하는 원칙을 말함

 

=> 상위 계층은 하위 계층의 변화에 대한 구현으로부터 독립해야함

 

1.2.3 절차형 프로그래밍

절차형 프로그래밍은 로직이 수행되어야 할 연속적인 계산 과정으로 이루어져있음

 

=> 일이 진행되는 방식으로 그저 코드를 구현하면 되기에 코드의 가독성이 좋고 실행 속도가 빠름

(계산이 많은 작업 등에 쓰임)

 

 

단점으로는 모듈화하기가 어렵고 유지 보수성이 떨어진다는 점이 있긴함

 

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

 

1.2.4 패러다임의 혼합

 

'어떠한 패러다임이 가장 좋다' 라는 정답은 없고 비즈니스 로직이나 서비스의 특징을 고려해서 패러다임을 정하는 것이 가장 좋음

 

하나의 패러다임을 기반으로 통일하여 서비스를 구축하는 것도 좋지만 여러 패러다임을 조합하여 상황과 맥락에 따라 패러다임 간의 장점만 취해 개발하는 것이 좋음

 

=> 백엔드에 머신 러닝 파이프라인과 거래 관련 로직이 있다면 머신 러닝 파이프라인은 절차지향형 패러다임, 거래 관련 로직은 함수형 프로그래밍을 적용하는 것이 좋음