프로그래밍 패러다임

프로그래밍 패러다임

프로그래머에게 프로그래밍의 관점을 갖게 해주는 역할을 하는 개발 방법론이다.

프로그래밍 패러다임은 크게 선언형, 명령형으로 나누며, 선언형은 함수형을 포함하고 있다.

명령형은 객체지향과 절차지향으로 나눈다.

프로그래밍 패러다임

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선언형(declarative) 프로그래밍

당신이 무엇을 할 것인가에 관한 것이다.

프로그램이 실제로 어떻게 흘러가는 지와 상관없이 프로그램의 논리에 초점을 맞춘다.

상태와 제어 흐름이 존재하지 않는다.

 

장점

• 읽기만 해도 의미가 해석이 되어 가독성이 높다.
• 재사용성이 높다.
• 작동 순서를 구체적으로 정하지 않아서 오류가 적다.
• 프로그램 동작을 변경하지 않고도 관련 값을 대체할 수 있다.

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명령형(imperative) 프로그래밍

당신이 어떤 일을 어떻게 할 것인가에 관한 것이다. 

프로그램의 상태를 변화시키는 구문들에 초점을 둔다.

상태와 제어흐름이 존재하며 상태를 필요에 따라 생성하고 정의하고 변경한다.

 

장점

• 동작을 실행시키며 복잡한 문제를 유연하게 해결한다.

예시

첫 번째 예시

당신은 애인과 함께 근사한 레스토랑에 가서 식사를 하기로 결정했다. 즐거운 기분으로 레스토랑에 도착한 뒤 안내 데스크에 다가가 이렇게 말한다.

• 명령형 방식 : "저기 창가 쪽 자리가 비었네요. 저 자리로 걸어가서 앉을게요"
• 선언형 방식 : "두 명 앉을자리 부탁해요"

명령형은 내가 자리를 어떻게 앉을 것이지에 대해서, 선언형은 어떤 것을 원하는지를 말했다.

두 번째 예시

낯선 사람이 당신에게 OO호텔이 어디 있는지를 묻는다. 당신은 그곳이 어디 있는지 잘 안다. 이때 당신은 이렇게 말한다.

• 명령형 방식 : "여기서 쭉 직진하시다가 롯데리아가 보이시면 우회전하세요. 직진하다가 두 번째 신호등에서 좌회전하세요. OO호텔이 보일 겁니다"
• 선언형 방식 : "OO 호텔은 xxx동 xxx로 xx길 10에 있습니다.

명령형은 OO호텔에 어떻게 가는지에 대해서, 선언형은 어떤 곳을 가야 하는 지를 말했다.

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위의 예시에서 선언형 방식을 보면 "자리는 어떻게 앉지?", "주소만 알고 어떻게 찾아가지?"와 같은 의문이 들 수 있다.

사실 이것은 다음과 같은 가정이 숨겨져 있다.

• 1. 첫 번째 예시 : 직원이 고객들을 자리로 안내할 방법을 알고 있다.
• 2. 두 번째 예시 :  낯선 사람이 내비게이션을 가지고 있다.

이러한 가정 덕분에 고객은 자리를 찾아가는 방법이 아닌 자리 그 자체를 요청하고, 낯선 사람에게 길을 찾아가는 방법이 아닌 주소만을 알려줘도 됐던 것이다.

 

이처럼 많은 선언형 접근 방식은 명령형으로 구현된 것들이 추상화되어 있어야 한다.

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함수형(Functional) 프로그래밍

'순수 함수'들을 블록처럼 쌓아 로직을 구현하고 '고차 함수'를 통해 재사용성을 높인 프로그래밍 패러다임이다.

 

순수 함수 : 출력이 입력에만 의존하는 함수

고차 함수 : 함수가 함수를 값처럼 매개변수로 받아 로직을 생성할 수 있는 함수

일급 객체 : 고차 함수를 쓰기 위해서는 해당 언어가 일급 객체라는 아래와 같은 특징을 가져야 한다.

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

장점

• 개발 생산성을 높일 수 있다.
• 함수 단위의 코드 재사용이 쉽다.
• 가독성이 높은 코드를 작성하기 쉽다.
• 더 나은 모듈화와 짧은 코드를 제공한다.
• 테스트와 디버깅이 용이하다.
• 프로그램의 동작을 예측하기 쉽다.

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객체지향(Object Oriented) 프로그래밍

객체들의 집합으로 프로그램의 상호 작용을 표현하며 데이터를 객체로 취급하여 객체 내부에 선언된 메서드를 활용하는 방식이다.

특징

추상화 : 복잡한 시스템으로부터 핵심적인 개념 또는 기능을 간추려내는 것을 의미한다.

캡슐화 : 객체의 속성과 메서드를 하나로 묶고 일부를 외부에 감추어 은닉하는 것이다.

상속성 : 상위 클래스의 특성을 하위 클래스가 이어받아 재사용하거나, 추가, 확장하는 것이다.

다형성 : 하나의 메서드나 클래스가 다양한 방법으로 동작하는 것을 의미한다. 오버로딩, 오버라이딩이 있다.

• 오버로딩 : 같은 이름을 가진 메서드를 여러 개 두는 것이다.
• 오버라이딩 : 상위 클래스로부터 상속받은 메서드를 하위 클래스가 재정의하는 것을 의미한다.

 

장점

• 코드의 재사용성이 높다.
• 신뢰성 잇는 소프트웨어를 작성할 수 있다.
• 실세계에 대한 모델링을 조금 더 쉽게 해 준다.
• 디버깅이 쉽다.
• 보안성이 높다.

단점

• 설계에 많은 시간이 소요된다.
• 처리 속도가 다른 패러다임에 비해 상대적으로 느리다.

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절차지향(Procedural) 프로그래밍

물이 위에서 아래로 흐르는 것처럼 순차적인 처리가 중요시되며 프로그램 전체가 유기적으로 연결되도록 만드는 프로그래밍 기법이다. 대표적인 언어로 C 언어가 있다.

 

장점

• 코드의 가독성이 좋다
• 실행 속도가 빠르다.

단점

• 모듈화가 어렵다.
• 유지 보수성이 떨어진다.