[Python] 클래스, 상속

본 포스팅은 학교 수업에서 다룬 파이썬 문법 부분을 정리해두고자 남기는 포스팅이다.

(해당 수업은 '파이썬 도장'과 '점프 투 파이썬'을 교재로 문법 수업을 진행)

클래스

• 클래스는 객체를 표현하기 위한 문법
• 객체지향의 기본적인 개념
  복잡한 문제를 잘게 나누어 객체로 만들고, 객체를 조합해서 문제를 해결하는 방식
  현실 세계 문제를 처리하는데 유용하며 기능을 개선하고 발전시킬 때도 해당 클래스만 수정하면 되기 때문에 유지 보수에 효율적이다.
• 명사화 할 수 있는 데이터를 클래스의 속성, 기능(클래스를 제어하는 동작)을 메서드 라고 부른다.

class로 클래스 이름을 지정하고 :(콜론)을 붙인 뒤 다음 줄부터 def로 메서드를 작성하면 된다

• 파이썬의 클래스는 대문자로 시작하고 메서드 작성 방법은 함수와 같으며 코드는 반드시 들여쓰기 해야한다.
• 메서드의 첫 번째 매개변수는 반드시 self를 지정해야 한다.
• class 클래스 이름: def 메서드(self): 코드

클래스를 통해 객체를 생성하면 해당 객체를 인스턴스라고 부른다.
인스턴스 = 클래스()
클래스는 특정 개념을 표현만 할 뿐 실제 사용을 하기 위해서는 인스턴스를 생성해야 한다.

메서드는 클래스가 아니라 인스턴스를 통해 호출하고 이렇게 인스턴스를 통해 호출하는 메서드를 인스턴스 메서드라고 부른다.

파이썬의 클래스

앞서 다루었던 int, list, dict 등도 클래스이다.
이 클래스로 인스턴스를 만들고 메서드를 사용한다.
파이썬은 모든게 객체(인스턴스)로 되어있다고 볼 수 있다.

a = 10
type(a) # <class 'int'>
b = [0, 1, 2]
type(b) # <class 'list'>
c = {'x':10, 'y':20}
type(c) # <class 'dict'>

[[리스트&튜플 응용]]에서 사용한 메서드들 또한, 인스턴스인 리스트 a에서 메서드 append를 호출해서 값을 추가하는 과정 처럼 클래스 관점으로 해석 가능하다.

속성 사용하기

파이썬에서 속성을 만들 때는 __init__ 메서드 안에서 self.속성에 값을 할당해야 한다.

class 클래스 이름:
    def __init__(self):
         self.속성 = 값

init 메서드는 생성자 역할을 하여, 클래스를 통해 인스턴스를 만들 때 호출 되는 특별한 메서드이다.
이름대로, 인스턴스(객체)를 초기화 한다. 스페셜 메서드 혹은 매직 메서드 라고 부른다.

self의 의미

처음 생성할 때 뿐 아니라 클래스 안에서 속성을 사용할 때도 self.hello 처럼 self에 점을 붙여 사용하면 된다.
self는 인스턴스 자기 자신을 의미한다.
인스턴스 = 클래스(self) 에서 처럼 클래스를 호출하면 인스턴스가 자동으로 매개변수 self에 들어온다.

인스턴스 만들 때 값 받기

init 에서 사용자에게 self에 값을 받으려면 매개변수를 통해 지정 가능하다.

class 클래스 이름:
    def __init__(self, 매개변수1, 매개변수2):
        self.속성1 = 매개변수1
        self.속성2 = 매개변수2

대신 이렇게 매개변수를 설정하고 나면, 객체를 생성할 때 반드시 매개변수에 값을 채워줘야 한다.

print('{0} 저는 {1}입니다.'.format(self.hello, self.name)) 에서 {0}, {1}에 format의 매개변수 값들이 올 수 있다.

비공개 속성 사용

클래스 안에서만 사용하고 외부에서는 사용할 수 없도록 하는 private 한 속성을 만들 때는 앞에 밑줄 두개를 붙여서 속성을 만들면 된다.

class 클래스이름:
     def __init__(self, 매개변수):
        self.__속성 = 값

클래스 속성

지금까지 다룬 내용은 클래스로 만들어 내는 인스턴스의 속성과 메서드였다.
여기서 인스턴스가 아니라 클래스 자체에 속성을 만들 수도 있다.

def 클래스 이름:
    속성 = 값

모든 인스턴스에서 공통적으로 사용하는 공용 데이터를 만들 때 사용하는 방법이다.
즉 클래스 속성은 클래스에 속해 있으면서 모든 인스턴스에서 공유된다.
인스턴스 전체가 사용해야 하는 값은 클래스 속성에, 각 인스턴스가 값을 따로 저장해야 할 때는 인스턴스 속성에 저장하면 된다.
(타 언어에서 스태틱 변수와 같은 개념)

self로도 클래스 속성에 접근은 가능하지만, 클래스 이름을 통해 접근하는 것이 더 명확한 코드가 된다.

class Person:
    species = 'human'  # 클래스 속성

    def __init__(self, name):
        self.name = name  # 인스턴스 속성

p1 = Person('홍길동')
p2 = Person('김철수')

print(p1.species, p2.species)  # human human
Person.species = 'homo sapiens'
print(p1.species, p2.species)  # homo sapiens homo sapiens
print(p1.name, p2.name)  # 홍길동 김철수

값을 여러 사람이 공유하려면 클래스 속성, 공유하지 않으려면 인스턴스 속성을 사용하면 된다.
앞서 다루었던 대로, 인스턴스 속성은 인스턴스별로 독립되어 있기 때문에 서로 영향을 주지 않는다.

속성을 찾을 때에는, 인스턴스에 속성이 있는지를 먼저 체크한 다음 클래스에 속성이 있는지 체크한다.

 

비공개 클래스 속성

마찬가지로 비공개로 클래스 속성을 만드려면 앞에 밑줄 두개를 붙여주면 된다.

 

정적 메서드

• 메서드 위에 @staticmethod 를 붙이면 정적 메서드가 된다.
  • 이렇게 @이 붙은 것을 데코레이터 라고 한다. 메서드에 추가 기능을 구현할 때 사용된다.
• 정적 메서드는 매개변수에 self를 지정하지 않는다(매개변수만 사용)
• 인스턴스를 만들지 않고 메서드를 사용하고 싶을때 스태틱 메서드 생성

 

클래스 메서드

• 메서드 앞에 @classmethod를 붙여 사용
• 첫번째 매개 변수에 cls를 지정클래스 메소드는 정적 메소드와 유사한데, 내부적으로 자체적인 인스턴스를 추가할 수 있는 특성이 있다.
• @classmethod def class(cls): p = cls() return p
• class 클래스 이름: @classmethod def 메서드(cls, 매개변수1, 매개변수2): 코드

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클래스 상속

클래스 상속은 물려받은 기능을 유지한 채 다른 기능을 추가할 때 사용하는 기능

• 기능을 물려주는 클래스를 기반 클래스(base class)
  • 부모 클래스, 슈퍼 클래스 라고 부름
• 상속을 받아 새롭게 만드는 클래스를 파생 클래스(derived class)라고 한다.
  • 자식 클래스, 서브 클래스 라고 부름

class 기반클래스이름: 코드

class 파생클래스이름(기반클래스이름):  
코드

와 같은 형식으로 사용할 수 있다.

• 상속을 하면 할 수록 기능이 많아진다.
• 기반 클래스의 __init__메서드를 호출하지 않으면 사용할 수 없기 때문에 super()를 써서 호출해주어야 한다.
  • 파생 클래스에서 __init__ 을 아예 생략해버리면, 기반 클래스의 메서드를 자동으로 홏루하므로 super()를 사용하지 않아도 된다.

메서드 오버라이딩

• 기반, 파생 클래스 모두에 같은 이름의 메서드가 있는 경우 보통 자신이 만든(파생) 메서드를 사용한다.
  • 만약 기반 클래스의 메서드를 쓰고 싶으면 super().메서드() 로 실행하면 된다.

다중 상속

• 파생클래스의 매개변수로 기반 클래스 여러개를 넣으면, 여러 클래스로부터 상속을 받을 수 있다.

다이아몬드 상속

• A를 상속받은 B,C를 다중상속사는 D가 있는 경우 다이아몬드 상속 이라고 한다.
• 이런 명확하지 않고 애매한 상태는 좋지 않다.
• 이 경우 중복되는 메서드가 모두 있으면 가장 가까운 상속의 메서드를 호출한다.

메서드 탐색 순서 확인

• 다이아몬드 상속에 대한 해결책으로 파이썬에서는 메서드 탐색 순서(Method Resolution, MRO)를 따른다.
• D.mro() # [<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, ...]

추상클래스

• 메서드의 목록만 가진 클래스이며 상속받는 클래스에서 메서드 구현을 강제하기 위해 사용한다
  • 즉, 메서드의 내용이 없다
  • @abstractmethod를 통해 추상 클래스의 추상 메서드를 구현하면 된다.

from abc import *

class 추상클래스이름(metaclass=ABCMeta):  
  @abstractmethod  
  def 메서드이름(self): # 추상 메서드  
      코드

• 추상클래스를 상속받은 경우 추상 메서드를 모두 구현해야한다.
• 오직 상속을 위한 용도로만 사용하고 싶을 때 추상 클래스를 사용한다.
  • 추상 클래스는 인스턴스로 만들 수 없다 -> 에러 발생
  • 파생클래스에서 반드시 구현해야할 메서드를 지정하는 용도로 사용된다