[소프트웨어 설계] 절차형 프로그래밍 vs 객체 지향 프로그래밍

※ 이 카테고리의 글들은 knu HK.Lee 교수님의 <소프트웨어 설계> 수업을 듣고 필자가 나름대로 정리한 글입니다.

※ 부족한 설명이 있거나, 잘못 알고 작성한 부분이 보인다면 댓글로 알려주시면 감사하겠습니다😊

절차형 프로그래밍

폰 노이만 구조의 컴퓨터 아키택쳐가 등장하면서 절차형 프로그래밍이 시작되었습니다.

폰 노이만 구조가 동작하는 방식을 간략하게 설명하자면,

CPU가 메모리 안의 프로그램과 데이터를 순차적으로 가져와 실행하는 방식입니다.

폰 노이만 구조 컴퓨터는 초기에 JUMP문이 있는 절차형 프로그램을 시작하는데 이용되었습니다.

 

하지만, JUMP문이나 GOTO문을 사용하게 되면 스파게티 코드가 만들어지게 됩니다.

( 스파게티 코드(spaghetti code)는 컴퓨터 프로그램의 소스코드가 복잡하게 얽힌 모습을 스파게티 면발에 비유한 표현입니다. 스파게티 코드는 정상적으로 작동하지만, 사람이 코드를 읽으면서 그 코드의 작동을 파악하기는 어렵다는 문제가 있습니다. )

스파게티 프로그램 어떻게 없앨 수 있을까요?

 

구조적 프로그래밍 (goto문이 없는 절차형 프로그래밍)

구조적 프로그래밍은 복잡한 계산을 함수 추상화를 통해 해결하는 방식입니다.

위키백과의 구조적 프로그래밍 정의

 

구조적 프로그래밍의 문제점

구조적 프로그래밍은 복잡한 계산을 처리하는 데 최적의 방법을 제공하지만, 현실세계 문제를 처리하는데 있어 자료를 모델링하는 과정이 까다롭다는 문제가 여전히 남아있습니다.

이를 해결하기 위해서는

1) 사용자가 새로운 data type을 정의할 수 있는 방법

2) 현실세계 정보 사이의 관계를 모델 (is-a, have, associate)

3) 전역 변수로 인한 문제 해결

이 필요합니다.

 

객체지향 프로그램 모델

 

절차지향 vs 객체지향 프로그래밍

• 절차지향은 데이터 중심, 객체지향은 기능 중심
• 절차지향의 반대는 객체지향이 아니고 객체지향의 반대는 절차지향이 아닙니다.

절차 지향 프로그래밍(Procedural Programming)은 프로그램을 일련의 절차나 함수의 집합으로 보고, 이를 순차적으로 실행하여 문제를 해결하는 방식입니다.

왜냐하면 절차 지향 프로그래밍은 프로그램의 흐름을 중시하며, 간단한 작업에 적합하기 때문입니다.

이 패러다임은 데이터와 함수를 분리하여 생각하며, C 언어가 대표적인 절차 지향 프로그래밍 언어입니다.

절차 지향 프로그래밍은 작고 단순한 프로그램 개발에 유리하며, 실행 속도가 빠르다는 장점이 있습니다.(오늘날은 소프트웨어의 발달과 더불어 하드웨어의 발달이 많이 이루어져 더 이상 장점이 아닐 수 있음)

하지만, 대규모 소프트웨어 개발에는 코드의 재사용성과 유지보수성이 낮아 적합하지 않을 수 있습니다.

 

객체 지향 프로그래밍(Object-Oriented Programming, OOP)은 프로그램을 객체들의 집합으로 모델링하여, 객체 간의 상호작용을 통해 로직을 구성하는 프로그래밍 패러다임입니다.

왜냐하면 객체 지향 프로그래밍은 현실 세계의 사물을 객체로 추상화하여 프로그램에 적용하기 때문입니다.

객체는 상태(속성)와 행위(메소드)를 가지며, 이를 통해 데이터 캡슐화, 상속, 다형성 등의 개념을 구현할 수 있습니다.

이러한 특성은 코드의 재사용성과 유지보수성을 높이며, 대규모 소프트웨어 개발에 적합합니다.

Java, C++, Python 등 많은 현대 프로그래밍 언어들이 객체 지향 프로그래밍을 지원합니다.

 

클래스와 객체

• 클래스는 객체의 설계도이고, 객체는 그 설계도로 만들어진 실제 사례입니다.
• 하나의 클래스로 여러 개의 객체를 생성할 수 있습니다.

=> 절차지향 프로그래밍은 프로그램의 흐름을 중심으로 설계하는 방법으로, 프로그램을 일련의 함수들로 구성합니다. 절차지향 프로그래밍에서는 코드가 복잡해지고, 전역 변수가 많아질수록 오류가 생길 가능성이 크고, 데이터를 관리하고 추적하기 어렵다는 단점이 있습니다.
반면, 객체지향 프로그래밍은 클래스와 객체의 개념을 사용하여, 프로그램을 객체들의 상호작용을 중심으로 설계하는 방식입니다. 객체는 속성(데이터)와 메서드(함수)를 함께 포함하며, 객체 하나는 절차지향 프로그램의 전체에 해당하는 독립적인 단위입니다. 이 객체는 상속과 다형성의 특징이 있어, 객체지향 프로그래밍은 코드를 쉽게 재사용하고 유지보수 가능하다는 장점이 있습니다.