Progress Not Perfection

[programming paradigm] Object-oriented, Procedural, Functional, Imperative, Declarative programming

March 27, 2022

Object-oriented Programming과 Procedural Programming

OOP

  • 현실세계처럼, 사람의 사고방식처럼 “객체” 단위로 상태와 행위를 정의

  • 데이터(상태, 변수)와 처리방법(메서드)를 하나의 객체에서 관리

    • 작은 문제를 해결하는 것을 모아서 하나의 문제를 해결(Bottom-up)
  • 데이터의 숨김이 가능하다.

Procedural Programming

  • 위에서 아래로 호출 절차 기반해서 “함수”로 행위를 구분

  • 데이터와 처리방법을 분리해서 처리

    • 특정 작업하는 코드 만들어두고, 그것을 호출하고 원래 자리로 다시 돌아오는 procedure를 통해 개발(Top-down)
  • 절차지향 프로그래밍의 형식에 기반해서 각각의 기능 단위로 함수를 잘게 쪼개서 사용하는 것이 함수형 프로그래밍이라고 생각된다.
    (절차지향형 프로그래밍과 함수형 프로그래밍을 같다고 볼 수는 없지만, 둘의 엄격한 구분이 크게 의미가 있을까 싶다)

  • Object-oriented Programming과 Procedural Programming은 반대의 개념이 아니다.

    • 어디까지나 선택의 문제이고, 한 가지 지향성만을 가지고 있는 언어가 아닌 이상 필요에 따라 선택한다.

참고) 추상화

  • 복잡한 무언가로부터 필요한 것을 간추려서 기능을 만든다. → 추상화 잘 할 수록 사용자는 그 추상 계층 밑에서 뭐가 어떻게 작동하는지 몰라도 편하게 사용할 수 있다.
  • 객체 지향에서는 그 무언가를 클래스의 변수와 메서드로, 함수형에서는 각각의 함수로 표현

함수형 프로그래밍

  • 객체지향에 비해 각각의 함수를 잘게 쪼개기 좋고, 함수 단위의 재사용이 쉬워진다.
  • 전달된 변수의 값을 변경하지 않음 → 부작용 없이 프로그램의 동작 예측 좋음
  • 순수함수여야 한다. 외부의 변수를 참조하거나 변경 안됨.
  • AI, 빅데이터 등의 요인으로 방대한 데이터를 빠르게 계산해서 병렬적 처리의 필요성 증가로 함수형 프로그래밍 수요가 증가

  • 함수형 프로그래밍만을 지원하는 언어도 있고, 함수형 프로그래밍의 특징도 함께 지원하는 언어도 있다.(JS, Java, Python, C++, Scala, Go, Rust 등)

    • 둘 중 하나의 패러다임만을 선택하는 것이 아닌 필요에 따라 적절한 선택이 필요

JS는 프로토타입 기반의 객체지향 언어

  • ES6에서 Class 를 지원하긴 하지만, 새로운 객체 지향 모델의 제공은 아니다. Class는 기존의 prototype-chaning 개념의 syntatic sugar일 뿐.

  • Javascript는 함수형 언어도 객체지향 언어도 아니지만 또 함수형 언어이기도 하고 객체지향 언어이기도 하다. 그리고 중요한 것은 하나의 프로그래밍 이론에 집착하지 않고 필요에 따라 선택하는 것이다.

    • 객체 단위로 독립적 단위를 만들어놓고, 객체들의 결합이 너무 높아질 경우 굳이 객체가 필요없는 부분은 함수형으로 만들어서 사용하자.
      즉 최종 목적은 간단하고, 가독성 좋고, 덩치가 커져도 유지보수가 쉬우며, 재사용성이 좋은 코드를 만드는 것!

Imperative Programming과 Declarative programming

명령형 프로그래밍 Imperative Programming

  • 어떻게 해결할지를 명령 how 에 집중
  • 같은 문제에 대해 명령형과 선언형은 해결 관점이 다르다.

배열을 순회하며 빈 문자열을 걸러내고, 각 원소의 첫 글자를 대문자로 변경해라.

const arr = ['ab', 'cde', ''];
const newArr = [];
for (let i = 0; i < arr.length; i++) {//0번째 인덱스부터 하나씩 늘려나감
  if (arr[i].length !== 0) {//길이가 0이 아니라면 
    newArr.push(
      arr[i].charAt(0).toUpperCase() + arr[i].substring(1)//첫 글자를 대문자로 변경해서 push.즉 "어떻게 할 것인가"에 집중 
    );
  }
}

선언형 프로그래밍 Declarative programming

  • 무엇을 해결할 것인지 (what)에 집중
  • 함수형 프로그래밍은 어떤 문제를 해결할 것인지에 집중하고 사소한 작업은 컴퓨터에 위임하는 선언형 프로그래밍의 일종으로 볼 수 있다.
    즉 선언형 프로그래밍을 함수의 구현과 그 사용으로 표현
function convert (s) {
  return s.charAt(0).toUpperCase() + s.substring(1);//대문자로 변경하는 함수 선언
}

const newArr2 = arr
  .filter(v => v.length !== 0)//길이가 0이 아닐 때
  .map(v => convert(v));//해당 함수를 실행
  • 결국 명령형과 선언형이 해낸 방식은 비슷하지만, 선언형은 문제 자체의 접근에 더 가까워지는 느낌으로 볼 수 있다.

위의 내용을 기반으로 한 질문과 답변

  • 질문

절차적 언어와 객체 기술 중 어느 것이 더 직교성이 좋은 시스템을 만들 수 있을까? (‘실용주의 프로그래머’ 89쪽)

  • 답변

절차 지향 언어는 호출 절차를 기반으로 함수로 행위를 정의한다.
따라서 함수형 프로그래밍과 객체 지향의 특징을 고려해서 답변을 내릴 수 있을 것 같다.
(물론 둘은 어디까지나 지향성의 문제이기에 언어의 특성을 고려해서 필요시에 적절한 방향으로 나아가는 것이 가장 중요하고, 언제나 모든 선택은 쉽지 않다.)

프로그래밍 방법 중에는 how에 집중하는 명령형 프로그래밍과 문제 자체의 what에 집중하는 선언적 프로그래밍이 있는데,
함수형 프로그래밍은 문제를 어떻게 풀 것인지보다는 문제가 무엇인지에 접근하는 선언적 프로그래밍에 가깝다고 생각된다.
즉 if-else와 for문이 끝없이 이어지는 것이 아닌 함수를 정의하고, 그 함수를 사용할 수 있는 환경을 만들어주는 것에 가까운 것이다.

객체지향 언어에서 클래스로 상태(변수)와 행위(메서드)로 정의하는 것에 비해 함수형 프로그래밍에서는 보다 작은 단위로의 구분이 가능할 확률이 높다.
클래스는 클래스보다 작은 단위로 쪼개질 수 없는데에 반해, 함수는 각각의 기능을 하는 단위로 쪼개질 수 있기 때문이다.

또한 객체 지향 언어는 overloading, overriding등의 기능이 있다. 따라서 미처 생각하지 못했던 방향으로 클래스간의 혹은 클래스 내의 메서드들끼리의 결합도가 증가할 수 있다.

객체 지향과 함수형 둘 중 무엇 하나가 어느 상황에서든 맞다고 할 수는 없지만
직교성 측면에서는 사이드 이펙트가 없고, 최소의 단위로 쪼개지기 쉽고, 외부의 변수를 참조하거나 변형시키지 않는 함수형 프로그래밍이 더 적합한 선택이라고 생각된다.


출처

Written by
Sunmin
어제보다 나은 오늘을 만들기 위해 배우고, 기록하고, 회고합니다. Maker. Reader. Realistic optimist.