1. 클래스(class)
- 우리는 앞서 함수(function)란 하나의 특정 작업을 수행하기 위해 독립적으로 설계된 프로그램 코드라고 배웠습니다.
- 이때 함수의 호출은 특정 작업만을 수행할 뿐 그 결괏값을 계속 사용하기 위해서는 반드시 어딘가에 따로 저장해야만 합니다.
- 즉, 함수를 포함한 프로그램 코드의 일부를 재사용하기 위해서는 해당 함수뿐만 아니라 데이터가 저장되는 변수까지도 한꺼번에 관리하는 것이 편할 것입니다.
- 이처럼 함수뿐만 아니라 관련된 변수까지도 한꺼번에 묶어서 관리하고 재사용할 수 있게 해주는 것이 바로 클래스(class)입니다.
2. 객체(object)
- 클래스(class)와 객체(object)는 우리가 거리에서 흔히 볼 수 있는 붕어빵으로 간단히 비유하여 이해할 수 있습니다.
- 붕어빵을 계속해서 찍어낼 수 있는 틀을 클래스(class)라고 한다면, 이러한 붕어빵 틀에서 찍혀 나온 맛있는 붕어빵 하나하나를 객체(object)라고 이해할 수 있는 것입니다. 즉, 하나의 클래스로부터 무수히 많은 객체를 생성할 수 있는 것입니다.
- 이와 같은 객체를 사용하여 데이터를 표현하는 프로그래밍 기법을 객체 지향 프로그래밍(Object-Oriented Programming, OOP)이라고 합니다.
파이썬에서는 굳이 클래스와 객체를 사용하지 않더라도 충분히 모든 문제를 해결할 수 있습니다.
하지만 클래스와 객체를 사용하면 많은 문제들을 더욱 손쉽게 해결할 수 있습니다.
3. 속성(attribute)과 메소드(method)
- 클래스는 여러 함수와 변수들을 한 번에 묶어서 관리하기 위해 사용한다고 했습니다.
- 이때 클래스에 포함되는 변수를 속성(attribute)이라고 부르며, 클래스에 포함되는 함수를 메소드(method)라고 부릅니다.
- 예를 들어, 은행 업무를 클래스로 작성한다면 속성으로는 계좌번호, 소유주, 잔액, 이자율 등이 있을 수 있으며, 메소드로는 입금하기, 출금하기, 이체하기 등을 만들 수 있을 것입니다.
- 이처럼 우리가 실생활에서 접할 수 있는 무언가를 속성과 메소드로 분리하여 분석해 보는 연습을 자주한다면 이후에 클래스를 디자인하는데 훨씬 많은 도움이 될 수 있습니다.
클래스의 속성과 메소드를 한꺼번에 클래스 멤버(class member)라고도 부릅니다.
4. 클래스 선언하기
- 파이썬에서는 class 키워드를 사용하여 클래스를 선언할 수 있으며,
- 그 내부에서 def 키워드를 사용하여 메소드를 선언할 수 있습니다.
- 속성은 변수를 선언하는 일반적인 방법과 같은 방법으로 선언할 수 있습니다.
class Dog: # 클래스 선언
name = "삼식이" # 속성 선언
age = 3
breed = "골든 리트리버"
def bark(self): # 메소드 선언
print(self.name + "가 멍멍하고 짖는다.")- 위의 예제에서 작성한 Dog 클래스는 name, age, breed라는 3개의 속성과 bark()라는 하나의 메소드로 구성됩니다.
- 6번 라인의 bark() 메소드 선언 시 매개변수로 사용된 self 매개변수는 자바의 this 키워드와 마찬가지로 객체가 자기 자신을 참조하는데 사용하는 매개변수입니다.
- 즉, self 매개변수를 사용하면, 메소드에서 클래스에 정의된 모든 속성 및 다른 메소드에 접근할 수 있는 것입니다.
- 예를 들어 7번 라인에서 self 매개변수를 사용하여 해당 클래스의 name 속성에 접근하고 있는 것을 확인할 수 있습니다.
- 파이썬에서는 메소드를 선언할 때 첫 번째 매개변수로 반드시 self를 명시하도록 하고 있으며, 메소드를 호출할 때는 self 매개변수에 아무런 인수를 전달하지 않아도 됩니다.
4-1. 인스턴스 생성하기
- 인스턴스(instance)란 클래스를 기반으로 생성된 객체(object)를 가리킵니다.
- 파이썬에서는 클래스명에 소괄호(())를 사용하여 해당 클래스의 인스턴스를 생성할 수 있습니다.
- 생성된 인스턴스에 닷(.) 연산자를 사용하면 해당 클래스의 속성이나 메소드를 호출할 수 있습니다.
인스턴스명 = 클래스명()다음 예제는 앞서 선언한 Dog 클래스의 인스턴스를 생성하는 예제입니다.
class Dog: # 클래스 선언
name = "삼식이"
age = 3
breed = "골든 리트리버"
def bark(self):
print(self.name + "가 멍멍하고 짖는다.")
my_dog = Dog() # 인스턴스 생성
print(my_dog.breed) # 인스턴스의 속성 접근
my_dog.bark() # 인스턴스의 메소드 호출결과
골든 리트리버
삼식이가 멍멍하고 짖는다.- 위 예제의 10번 라인에서는 my_dog라는 이름을 가지는 Dog 클래스의 인스턴스를 생성하고 있습니다. my_dog는 객체(object)이면서 동시에 Dog 클래스의 인스턴스(instance)가 됩니다.
- 13번 라인처럼 생성된 인스턴스를 가지고 해당 클래스의 메소드를 호출할 수 있습니다. 이때 메소드 선언에서 사용된 self 매개변수에는 어떠한 인수도 전달하지 않는 것을 확인할 수 있습니다.
객체(object)와 인스턴스(instance)는 전혀 별개의 것이 아니며, 객체를 바라보는 관점의 차이입니다.
위의 예제에서 'my_dog는 인스턴스이다.'라고 하기보다는 'my_dog는 객체이다.'라고 말하는 것이 좀 더 정확하며,
'my_dog는 Dog 클래스의 객체이다.'라고 하기보다는 'my_dog는 Dog 클래스의 인스턴스이다.'
라고 말하는 것이 좀 더 정확한 표현인 것입니다.
4-2. 초기화 메소드(initialize method)
class Dog:
def setInfo(self, name):
self.name = name
def bark(self):
print(self.name + "가 멍멍하고 짖는다.")
my_dog = Dog()
my_dog.bark()결과
AttributeError: 'Dog' object has no attribute 'name'- 위의 예제를 실행해 보면 AttributeError가 발생하며 name이라는 이름의 변수가 없다는 에러 메시지를 출력하는 것을 확인할 수 있습니다.
- 왜냐하면 Dog 클래스의 my_dog 인스턴스가 생성되고 나서 bark() 메소드를 호출하기 전에 먼저 set_info() 메소드가 호출되어 name이라는 변수를 먼저 선언해야만 제대로 동작하는 구조이기 때문입니다.
- 파이썬에서는 이와 같은 경우를 미리 방지하기 위해 인스턴스가 생성될 때 자동으로 호출되어 변수를 초기화해주는 특별한 메소드를 미리 만들어 제공하고 있으며, 이 메소드가 바로 초기화 메소드(initialize method)입니다. 파이썬에서 초기화 메소드의 이름은 __init__으로 고정되어 있습니다.
- __init__ 메소드는 인스턴스가 생성되는 시점에서 자동으로 호출됨으로 위의 예제를 다음과 같이 변경하면 메소드 호출의 순서에 상관없이 정상적으로 동작함을 확인할 수 있습니다.
class Dog: # 클래스 선언
def __init__(self, name):
self.name = name
def bark(self):
print(self.name + "가 멍멍하고 짖는다.")
my_dog = Dog("삼식이") # 인스턴스 생성
my_dog.bark() # 인스턴스의 메소드 호출결과
삼식이가 멍멍하고 짖는다.위 예제의 9번 라인처럼 초기화 메소드를 사용하여 속성을 자동으로 초기화하면 10번 라인에서 곧바로 bark() 메소드를 호출하여도
오류가 발생하지 않습니다.
4-3. 클래스 변수와 인스턴스 변수
- 클래스에서도 변수가 선언된 위치에 따라 변수의 유효 범위가 달라지며, 이에 따라 다음과 같이 구분할 수 있습니다.
- 클래스 변수(class variable)
- 인스턴스 변수(instance variable)
- 클래스 변수(class variable)는 해당 클래스에서 생성된 모든 인스턴스가 값을 공유하는 변수입니다.
- 하지만 인스턴스 변수(instance variable)는 __init__() 메소드 내에서 선언된 변수로 인스턴스가 생성될 때마다 새로운 값이 할당되는 변수입니다.
class Dog: # 클래스 선언
sound = "멍멍" # 클래스 변수 선언
def __init__(self, name):
self.name = name # 인스턴스 변수 선언
def bark(self):
print(self.name + "가 멍멍하고 짖는다.")
my_dog = Dog("삼식이") # 인스턴스 생성
your_dog = Dog("콩이") # 인스턴스 생성
print(my_dog.sound) # 클래스 변수에 접근
print(my_dog.name) # 인스턴스 변수에 접근
print(your_dog.sound) # 클래스 변수에 접근
print(your_dog.name) # 인스턴스 변수에 접근
결과
멍멍
삼식이
멍멍
콩이- 위의 예제에서는 Dog 클래스에 sound라는 이름의 클래스 변수를 선언하고, 초기화 메소드를 통해서는 name이라는 이름의 인스턴스 변수를 선언하고 있습니다.
- 14번과 17번 라인의 실행결과처럼 하나의 클래스에서 생성된 서로 다른 인스턴스에서도 클래스 변수의 값은 공유됨을 확인할 수 있습니다.
- 이처럼 인스턴스 간에 값을 서로 공유하지 않아도 되는 변수는 인스턴스 변수로 선언하고, 같은 값을 공유해야만 하는 변수는 클래스 변수로 선언하는 것이 바람직합니다.
만약 어떤 변수를 클래스 변수로 선언해야 할 지 아니면 인스턴스 변수로 선언해야 할 지 잘 모르겠다면,
프로그램의 안전성을 위해 무조건 인스턴스 변수로 선언하는 것이 좋습니다.
이렇게 하면 코드가 중복될 가능성은 생기겠지만 프로그램이 의도치 않게 동작할 가능성은 줄어들기 때문입니다.
5. 상속(inheritance)
- 예를 들어 까치와 참새, 제비는 모두 ‘조류’라는 특징을 가지고 있습니다.
- 즉, 까치와 참새, 제비는 모두 서로 다른 ‘종’이지만 하늘을 날 수 있는 ‘조류’라는 공통점을 가지고 있는 것입니다.
- 이러한 개념을 클래스에 적용시켜 보면, 까치와 참새, 제비라는 클래스는 모두 ‘조류’ 클래스의 특징을 ‘상속받았다’고 할 수 있습니다.
- 이것이 바로 객체 지향 프로그래밍의 대표적인 개념 중 하나인 상속(inheritance)의 개념이며, 이를 이용하면 이미 존재하는 클래스의 모든 특징을 물려받는 새로운 클래스를 손쉽게 생성할 수 있습니다.
- 이러한 상속은 기존 클래스를 직접 수정하지 않고, 기능을 추가하거나 변경하고 싶을 때 유용하게 사용할 수 있습니다.
- 이때 이미 존재하던 클래스를 부모 클래스(parent class) 또는 기초 클래스(base class)라고 부르며, 상속을 통해 새롭게 생성되는 클래스를 자식 클래스(child class) 또는 파생 클래스(derived class)라고 부릅니다.
5-1. 클래스 상속하기
- 파이썬에서 클래스를 선언할 때 다른 클래스를 상속받고 싶다면, 소괄호(())를 사용하여 그 안에 상속받고 싶은 클래스명을 넣어 전달함으로써 해당 클래스의 모든 멤버를 상속받을 수 있습니다.
class 자식클래스명(부모클래스명):class Bird:
def __init__(self):
self.flying = True
def birdsong(self):
print("새소리")
class Sparrow(Bird):
def birdsong(self):
print("짹짹")
my_pet = Sparrow()
print(my_pet.flying)
my_pet.birdsong()결과
True
짹짹- 위 예제의 9번 라인에서는 Sparrow 클래스가 Bird 클래스를 상속받아 선언되었으며, 14번 라인에서는 Sparrow 클래스의 my_pet 인스턴스를 생성하고 있습니다.
- 이때 Sparrow 클래스는 Bird 클래스를 상속받았기 때문에, Sparrow 클래스에서는 선언하지 않았지만 부모 클래스인 Bird 클래스에는 존재하는 flying 속성을 16번 라인처럼 자유롭게 사용할 수 있는 것입니다.
5-2. 메소드 오버라이딩(method overriding)
- 앞선 예제의 10번 라인에서 Sparrow 클래스는 부모 클래스인 Bird 클래스에서 선언한 birdsong() 메소드와 같은 이름의 메소드를 또다시 선언하고 있습니다. 이처럼 상속 관계에 있는 부모 클래스에서 이미 정의된 메소드를 자식 클래스에서 같은 이름으로 재정의하는 것을 메소드 오버라이딩(method overriding)이라고 합니다.
- 자식 클래스에서는 상속받은 부모 클래스의 메소드를 그대로 사용해도 되고, 추가하거나 변경해야 할 사항이 생기면 메소드 오버라이딩을 통해 메소드를 재정의하여 사용할 수도 있는 것입니다.
class Bird:
def __init__(self):
self.flying = True
def birdsong(self):
print("새소리")
class Sparrow(Bird):
def birdsong(self):
print("짹짹")
class Chicken(Bird):
def __init__(self):
self.flying = False
my_sparrow = Sparrow()
my_chicken = Chicken()
my_sparrow.birdsong()
my_chicken.birdsong()
결과
짹짹
새소리- 위의 예제에서 Sparrow 클래스와 Chicken 클래스는 모두 Bird 클래스를 상속받습니다.
- 하지만 Sparrow 클래스는 birdsong() 메소드를 재정의하고, Chicken 클래스는 birdsong() 메소드를 재정의하지 않습니다.
- 따라서 23번 라인에서 Chicken 클래스의 인스턴스는 부모 클래스인 Bird 클래스의 birdsong() 메소드를 그대로 사용하는 것을 확인할 수 있습니다.
6. 접근 제어(access control)
- 자바나 C++과 같은 대부분의 객체 지향 프로그래밍 언어에서는 사용자가 굳이 알 필요가 없는 정보는 되도록 사용자로부터 숨겨야 한다는 정보 은닉(data hiding)의 원칙에 따라 접근 제어자(access modifier)라는 것을 사용합니다.
- 접근 제어자를 사용하면 클래스 외부에서의 직접적인 접근을 허용하지 않는 속성이나 메소드를 선언할 수 있기 때문에 정보 은닉(data hiding)과 캡슐화(encapsulation)를 구체화할 수 있습니다.
다음은 C++ 언어에서 사용할 수 있는 접근 제어자와 그 설명입니다.
- 하지만 파이썬에서는 이러한 접근 제어자를 사용하지 않고도, 변수나 메소드의 이름을 작성할 때 그 작명법(naming)에 따라 접근 제어를 구현하고 있습니다.
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참고 : http://tcpschool.com