프로그래밍 패러다임 (함수형 프로그래밍, 절차형 프로그래밍)

CS는 면접을 위한 CS 전공지식 노트 책을 학습하며 글을 올릴 예정이다.
오늘은 프로그래밍 패러다임에 관해 정리를 해보려고 한다. 자바를 처음 공부하면 객체 지향 프로그래밍이라는 단어를 많이 들을텐데 이것도 프로그래밍 패러다임 중 하나이다.

 

프로그래밍 패러다임

프로그래밍 패러다임은 개발자에게 프로그래밍의 관점을 갖게 해주는 개발 방법론이다.

객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 상호 작용하는 객체들의 집합으로 볼 수 있게 한다. 즉 객체를 관점으로 개발하는 방법론이라고 할 수 있다. 자바는 객체지향 프로그래밍을 지원하는 대표적인 언어인데 1.8부터는 함수형 프로그래밍을 지원하기 위한 람다식, 선언형 프로그래밍을 위한 스트림 같은 기능이 추가되었다.

프로그래밍 패러다임은 크게 선언형, 명령형으로 나뉘고 선언형은 함수형이라는 하위 집합을 갖는다. 명령형은 다시 객체지향, 절차지향으로 나뉜다. 여기서는 함수형 프로그래밍과 절차지향 프로그래밍에 대해 소개하고 절차지향 프로그래밍은 별도 게시글로 상세하게 정리하려고 한다.

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선언형과 함수형 프로그래밍

선언형 프로그래밍은 '무엇을' 풀어내는가에 집중하는 패러다임이며, "프로그램은 함수로 이루어진 것이다." 라는 명제가 담겨 있는 패러다임이기도 하다. 함수형 프로그래밍은 선언형 패러다임의 일종이다.

 

함수형 프로그래밍

int i = 9;
int j = 5;

System.out.println(Math.max(i, j));

위와 같이 최댓값을 출력하는 예제가 있다. 여기서 max()는 두 값만 받아서 결과값을 반환하는 순수 함수이다.

함수형 프로그래밍은 이와 같은 순수 함수들을 블록처럼 쌓아 로직을 구현하고 고차 함수를 통해 재사용성을 높인 프로그래밍 패러다임이다.

자바스크립트가 함수형 프로그래밍 방식을 사용하는 대표적인 예이다.

 

고차 함수

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

 

일급 객체

고차 함수를 쓰기 위해서는 해당 언어가 일급 객체라는 특징을 가져야 한다.

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

 

자바는 람다식을 통해 함수형 프로그래밍을 지원하는데, 람다식이 일급 객체의 조건을 충족하는지 알아보려고 한다.

1. 변수나 메서드에 함수를 할당할 수 있다.

Consumer<String> consumer = (str) -> System.out.println(str);

consumer.accept("Hello World!");

위의 예제를 보면 Consumer 인터페이스 타입을 통해 c라는 변수에 println 함수를 할당한 것을 볼 수 있다.

 

2. 함수 안에 함수를 매개변수로 담을 수 있다.

public class LamdaTest {
	public static void main(String[] args) {
		printStr((str) -> System.out.println(str), "Hello World!");
	}

	public static void printStr(Consumer<String> consumer, String text) {
		consumer.accept(text);
	}
}

위의 예제를 보면 printStr 메서드에 람다식을 통해 함수를 매개변수로 담은 것을 볼 수 있다.

 

3. 함수가 함수를 반환할 수 있다.

public class LamdaTest {
	public static void main(String[] args) {
		Consumer<String> consumer = helloWorld();
		consumer.accept("Hello World!");
	}

	public static Consumer<String> helloWorld() {
		return (str) -> System.out.println(str);
	}
}

위의 예제를 보면 Consumer 인터페이스 타입을 반환하는 helloWorld() 메서드에서 함수를 반환하는 것을 볼 수 있다.

예제 참고 : https://inpa.tistory.com/entry/CS-%F0%9F%91%A8%E2%80%8D%F0%9F%92%BB-%EC%9D%BC%EA%B8%89-%EA%B0%9D%EC%B2%B4first-class-object

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절차형 프로그래밍

절차형 프로그래밍은 로직이 수행되어야 할 연속적인 계산 과정으로 이루어져 있다. 일이 진행되는 방식으로 코드를 구현하기만 하면 되기 때문에 코드의 가독성이 좋으며 실행 속도가 빠르다. 그래서 계산이 많은 작업 등에 보통 쓰인다. 단점으로는 모듈화하기가 어렵고 유지보수성이 떨어진다는 점이 있다. 절차형 프로그래밍의 대표적인 예로는 C언어가 있다.

 

 

 

 

 

참고

면접을 위한 CS 전공지식 노트