상속에 관한 포스트를 읽다가 레퍼런스로 c2의 Expression Problem 페이지를 보게 되었는데 내용이 좋아 짧게 번역했다. 원문은 wiki로 작성되어 있으므로 자세한 내용이 궁금하다면 해당 페이지를 참고하자.

“표현 문제(Expression problem)”는 객체지향 프로그래밍과 함수형 프로그래밍 모두에서 정확하게 설명하기 어려운 쌍대문제(dual problem)다.

기본 문제는 간단한 예제로 설명할 수 있다. 사각형과 원을 포함한 모양을 표현하는 것과 그 크기를 구하는 것을 원한다.

함수형 프로그래밍에서는 다음 같은 데이터 타입으로 묘사할 수 있다.

type Shape = Squre of side
           | Circle of radius

그리고 크기를 구하는 area 함수를 다음처럼 하나 작성할 수 있다:

define area = fun x -> case x of
  Squre of side => (side * side)
| Circle of radius => (3.14 * radius * radius)

객체지향 프로그래밍에서는 다음과 같이 작성할 수 있다.

class Shape <: Object
  virtual fun area : () -> double

class Square <: Shape
  side : double
  area() = side * side

class Circle <: Shape
  radius : double
  area() = 3.14 * radius * radius

“표현 문제” 선언은 위와 같은 개체 또는 함수를 ‘확장’하려 할 때 발생한다.

• 삼각형을 위해 triangle 모양을 추가하면,
  • 객체지향 프로그래밍의 접근 방식이 간편 (새 클래스를 추가하는 것으로 단순하게 해결)
  • 함수형 프로그래밍에서는 어려움 (area를 포함해 Shape를 받는 모든 함수를 수정해야 함)
• 반면, 둘레를 측정하는 perimeter 함수를 추가할 때,
  • 함수형 프로그래밍에서는 쉬움 (새 함수 perimeter를 추가하면 끝)
  • 객체지향 프로그래밍에서는 어려움 (인터페이스가 변경되면 모든 클래스에 perimeter()를 작성해야 함)

이것이 표현 문제의 핵심이다. 표현 문제는 일반적으로 횡단 관심(cross-cutting concerns, 쉽게 사용하기 위해 모듈을 분리했을 때 그 모듈로 작성하기 어려운 요구사항이 발생하는 것)이라는 큰 문제 집합에서의 특정적인 예시에 해당한다. (여기서 횡단 관심은 여러 “모양의 집합”과 “모양의 기능”에서 발생한다.) 많은 언어에는 이런 표현 문제를 해결하기 위한 디자인을 포함한다. 열린 함수(새로운 패턴 매치를 추가할 수 있는 함수), 열린 데이터 타입(새로운 패턴으로 확장 가능한 데이터 타입), 멀티 메소드(‘열린’ 클래스에서 ‘열린’ 특징을 갖는 다형적 함수), 서술 호출(Predicate dispatch), 그 외에도 이 문제를 해결하기 위한 많은 접근 방식이 있다.

더 일반적인 해결책으로 관심사의 분리(Separation of concerns)도 적용 가능하다.