CS 공부 기록 - 디자인 패턴과 프로그래밍 패러다임

1. 디자인 패턴

디자인 패턴이란 프로그램을 설계할 때 발생했던 문제점들을 객체 간의 상호 관계 등을 이용하여 해결할 수 있도록 하나의 '규약' 형태로 만들어 놓은 것을 의미한다.

• 싱글톤 패턴(singleton pattern) : 하나의 클래스에 오직 하나의 인스턴스만 가지는 패턴이다. 하나의 클래스를 기반으로 여러 개의 개별적인 인스턴스를 만들 수 있지만, 하나의 클래스를 기반으로 단 하나의 인스턴스를 만들어 이를 기반으로 로직을 만드는 데 쓰이며, 보통 DB 연결 모듈에 많이 사용된다.
  • 하나의 인스턴스를 만들어 놓고 해당 인스턴스를 다른 모듈들이 공유하며 사용하기 때문에 인스턴스를 생성할 때 드는 비용이 줄어든다는 장점이 있으나, 의존성이 높아진다는 단점이 있다.
• 팩토리 패턴(factory pattern) : 객체를 사용하는 코드에서 객체 생성 부분을 떼어내 추상화한 패턴이자 상속 관계에 있는 두 클래스에서 상위 클래스가 중요한 뼈대를 결정하고, 하위 클래스에서 객체 생성에 관한 구체적인 내용을 결정하는 패턴이다.
• 전략 패턴(strategy pattern) : 객체의 행위를 바꾸고 싶은 경우 '직접' 수정하지 않고 전략이라고 부르는 '캡슐화한 알고리즘'을 컨텍스트 안에서 바꿔주면서 상호 교체가 가능하게 만드는 패턴이다.
• 옵저버 패턴(observer pattern) : 주체가 어떤 객체의 상태 변화를 관찰하다가 상태 변화가 있을 때마다 메서드 등을 통해 옵저버 목록에 있는 옵저버들에게 변화를 알려주는 디자인 패턴이다. 주체란 객체의 상태 변화를 보고 있는 관찰자이며, 옵저버들이란 이 객체의 상태 변화에 따라 전달되는 메서드 등을 기반으로 '추가 변화 사항'이 생기는 객체를 의미한다. (트위터 팔로우와 마찬가지)
• 프록시 패턴(proxy pattern) : 대상 객체(subject)에 접근하기 전 그 접근에 대한 흐름을 가로채 대상 객체 앞단에서 인터페이스 역할을 하는 디자인 패턴이다. 객체의 속성, 변환 등을 보완하여 보안, 데이터 검증, 캐싱, 로깅에 사용한다.
• MVC 패턴 : 모델(Model), 뷰(View), 컨트롤러(Controller)로 이루어진 디자인 패턴이다. 애플리케이션의 구성 요소를 세 가지 역할로 구분하여 개발 프로세스에서 각각의 구성 요소에만 집중해 개발 할 수 있다. 재사용성과 확장성이 용이하다는 장점이 있고, 애플리케이션이 복잡해질수록 모델과 뷰의 관계가 복잡해지는 단점이 있다.
• MVVM 패턴 : MVC의 C에 해당하는 컨트롤러가 뷰모델(view model)로 바뀐 패턴이다. 뷰모델은 뷰를 더 추상화환 계층이며, 커맨드와 데이터 바인딩을 가지는게 특징이다. 뷰와 뷰모델 사이의 양방향 데이터 바인딩을 지원하며 UI를 별도의 코드 수정 없이 재사용 할 수 있고 단위 테스팅 하기 쉽다는 장점이 있다.

2. 프로그래밍 패러다임

프로그래밍 패러다임은 프로그래머에게 프로그래밍의 관점을 갖게 해주는 역할을 하는 개발 방법론이다.

프로그래밍 패러다임은 크게 선언형, 명령형으로 나누며, 선언형은 함수형이라는 하위 집합을 갖는다. 또한, 명령형은 다시 객체지향, 절차지향으로 나뉜다.

• 선언형과 함수형 프로그래밍: '무엇'을 풀어내는가에 집중하는 패러다임이다.
• 객체지향 프로그래밍: 객체들의 집합으로 프로그램의 상호 작용을 표현하며 데이터를 객체로 취급하여 객체 내부에 선언된 메소드를 활용하는 방식을 말한다. 추상화, 캡슐화, 상속성, 다향성이라는 특징이 있다.
  1. 추상화 : 복잡한 시스템으로부터 핵심적인 개념 또는 기능을 간추려내는 것을 의미한다.
  2. 캡슐화 : 객체의 속성과 메서드를 하나로 묶고 일부를 외부에 감추어 은닉하는 것을 말한다.
  3. 상속 : 상위 클래스의 특성을 하위 클래스가 이어받아서 재사용하거나, 추가, 확장하는 것을 의미한다.
  4. 다형성 : 하나의 메서드가 다양한 방법으로 동작하는 것을 말한다. 오버로딩, 오버라이딩이 있다.
• 객체지향 프로그래밍의 설계 원칙 SOLID
  1. 단일 책임 원칙(SRP, Single Responsibility Principle) : 모든 클래스는 각각 하나의 책임만 가져야 하는 원칙이다.
  2. 개방-폐쇄 원칙(OCP, Open Closed Principle) : 유지 보수 사항이 생긴다면 코드를 쉽게 확장할 수 있도록 하고 수정할떄는 닫혀 있어야 하는 원칙. 기존의 코드는 변경하지 않으면서도 확장은 쉽게 할 수 있어야 한다.
  3. 리스코프 치환 원칙(LSP, Liskov Substitution Principle) : 프로그램의 객체는 프로그램의 정확성을 깨트리지 않으면서 하위 타입의 인스턴스로 바꿀 수 있어야 하는 것이다. 부모 객체게 자식 객체를 넣어도 시스템이 문제없이 돌아가게 만드는것이다.
  4. 인터페이스 분리 원칙(ISP, Interface Segregation Principle) : 하나의 일반적인 인터페이스보다 구체적인 여러개의 인터페이스를 만들어야 하는 원칙을 말한다.
  5. 의존 역전 원칙(DIP, Dependency Inversion Principle) : 자신보다 변하기 쉬운 것에 의존하던 것을 추상화된 인터페이스나 상위 클래스를 두어 변하기 쉬운 것의 변화에 영향받지 않게 하는 원칙을 말한다. 상위 계층은 하위 계층의 변화에 대한 구현으로부터 독립해야 한다.

패러다임은 비즈니스 로직이나 서비스의 특징을 고려해서 정하는게 좋다.