클래스 (Class)

객체지향 프로그래밍

파이썬의 모든것은 객체이며, 객체를 사용할 때는 변수에 해당 객체를 참조(Reference)시켜 사용한다. 객체는 변수와 함수를 가지며, 특별히 객체가 가진 변수와 함수는 각각 속성(attribute)과 메서드(method)라고 부른다.

객체는 어떠한 타입, 즉 특정한 클래스의 형태를 가진 인스턴스를 나타낸다.

클래스

클래스는 객체를 만들기 위한 틀이다. (현실에 비유할 경우, 붕어빵과 붕어빵 틀이라고 생각하는것이 일반적이다)

예를 들어, 상점(가게)를 나타내기 위한 클래스를 만든다고 해보면 아래와 같이 사용할 수 있다.

class Shop:
    def __init__(self, name):   # <-초기화 메서드
        self.name = name

위 코드에서, __init__은 클래스를 사용한 객체의 초기화 메서드이다. 객체를 생성할 때 인자를 어떻게 전달받고, 받은 인자를 이용해 어떤 객체를 생성할 지 정의할 수 있다.

위 클래스를 사용해서 객체를 생성해본다.

In [1]: from class_sample import Shop
In [2]: lotteria = Shop('Lotteria')

위 코드는 아래 순서로 동작.

Shop 클래스가 정의되었는지 찾는다.
Shop 클래스형 객체를 메모리에 생성한다.
생성한 객체의 초기화 메서드 __init__()을 호출한다.
name값을 저장하고, 만들어진 객체를 반환한다.
lotteria변수에 반환된 객체를 할당한다.

객체의 메서드를 정의할 때, 첫 번째 인수는 항상 self이다. self에는 메서드를 호출하는 객체 자신이 자동으로 전달된다.

이렇게 self가 자동으로 호출되는 이유는 클래스의 메서드를 사용할 때 어떤 객체가 해당 메서드를 사용하고 있는지 알 수 있도록 하기 위해서이다. 또한 이렇게 하나의 메서드를 여러 객체가 공유할 수 있다.

속성이나 메서드에 접근할 때는 객체.속성명또는 객체.메서드명을 사용한다.

Shop클래스에 show_info메서드를 정의해본다.

class Shop:
	def __init__(self,name):
		self.name = name

	def show_info():
		print(f'상점정보 ({self.name})')

해당 메서드는

상점정보 (<상점명>)

을 출력한다.

클래스 속성

어떤 하나의 클래스로부터 생성된 객체들이 같은 값을 가지게 하고 싶을 경우, 클래스 속성(class attribute)를 사용한다.

class Shop:
	description = 'Python Shop Class'
	def __init__(self, name):
		self.name = name

마찬가지로, 객체들에게서 각각의 인스턴스와는 별개의 공통된 메서드를 사용하게하고 싶을 경우 클래스 메서드(class method)를 사용한다.

메서드

인스턴스 메서드

인스턴스 메서드는 첫 번째 인수로 self를 가진다. 인스턴스를 이용해 메서드를 호출할 때 호출한 인스턴스가 자동으로 전달되며, 전달받은 인스턴스는 상태를 확인하거나 조작하는데에 사용된다.

실습

Shop클래스의 초기화 메서드 인자로 shop_type과 address를 추가하고, 해당 인자들을 사용해 객체의 초기값을 만들어준다

Shop클래스의 인스턴스 메서드 show_info를 아래와 같은 결과를 출력할 수 있도록 수정해본다

>>> shop.show_info()
상점 (롯데리아)
  유형: 패스트푸드
  주소: 서울시 강남구

class Shop:
	def __init__(self, name, shop_type, address):
		self.name = name
		self.shop_type = shop_type
		self.address = address

	def show_info():
		print(f'상점 ({self.name})')
		print(f'유형: {self.shop_type}')
		print(f'주소: {address}')

lotteria = Shop('롯데리아', '패스트푸드', '서울시 강남구')
lotteria.show_info()

실습

Shop클래스에 change_type인스턴스 메서드를 추가하고, 상점유형(shop_type)을 변경할 수 있는 기능을 추가한다

새로운 Shop인스턴스를 하나 생성하고, show_info()인스턴스 메서드를 사용해 본 후 change_type메서드를 사용해 shop_type을 변경시키고 다시 show_info()메서드를 실행해 결과가 잘 반영되었는지 확인한다

class Shop:
	def __init__(self, name, shop_type, address):
		self.name = name
		self.shop_type = shop_type
		self.address = address

	def show_info():
		print(f'상점 ({self.name})')
		print(f'유형: {self.shop_type}')
		print(f'주소: {address}')

    def change_type(self, new_shop_type):
        self.shop_type = new_shop_type

lotteria = Shop('롯데리아', '패스트푸드', '서울시 강남구')
lotteria.change_type('오락실')
lotteria.show_info()

상점 (롯데리아)
  유형: 오락실
  주소: 서울시 강남구

속성 접근 지정자 (attribute access modifier)

캡슐화

객체를 구현할 때, 사용자가 반드시 알아야 할 데이터나 메서드를 제외한 부분을 은닉시켜 정해진 방법을 통해서만 객체를 조작할 수 있도록 하는 방식.

객체의 데이터나 메서드의 은닉 정도를 결정할 때, 속성 접근 지정자를 사용한다.

change_type메서드나 change_description클래스 메서드를 사용하지 않고도 내부 내용을 변경할 수 있다.

속성 이름을 __로 시작하면, 외부에서의 접근을 제한한다. 이 경우를 private 지정자라고 한다.

shop_type의 이름을 __shop_type으로 바꾸고 외부에서 직접 변경해본다.
실제 이름은 _<클래스명>__<속성명>으로 되어있다.

class Shop:
	def __init__(self, name, shop_type, address):
		self.name = name
		self.shop_type -> __shop_type = shop_type
		self.address = address

	def show_info(self):
		print(
		f'상점정보 ({self.name})\n'
		f'유형: {self.shop_type->__shop_type}\n'
		f'주소: {self.address}'
		)

	def change_type(self, new_shop_type):
		self.shop_type->__shop_type = new_shop_type

lotteria.change_type('레스토랑')
lotteria.show_info()

상점정보 (롯데리아)
유형: 레스토랑
주소: 서울시 강남구

파이썬은 속성을 실제로 사용하지 못하도록 숨기지 않고, 네임 맹글링(name mangling)이라는 기법을 사용한다. 파이썬에서는 문법적으로 private데이터에 대한 접근을 막는 법을 제공하지는 않는다.

get/set속성값과 프로퍼티

파이썬에서는 지원하지 않지만, 어떤 언어들은 외부에서 접근할 수 없는 private객체 속성을 지원한다. 이 경우, 객체에서는 해당 속성을 읽고 쓰기 위해 getter, setter메서드를 사용해야 한다.

파이썬에서는 해당 기능을 프로퍼티(property)를 사용해 간편히 구현한다.

실제 getter, setter를 구현해본다.

class Shop:
	def __init__(self, name, shop_type, address):
		self.name = name
		self.shop_type = shop_type
		self.address = address

	def show_info(self):
		print(
		f'상점정보 ({self.name})\n'
		f'유형: {self.shop_type}\n'
		f'주소: {self.address}'
		)

	def change_type(self, new_shop_type):
		self.shop_type = new_shop_type

	@property
    def shop_type(self):
    	return self.__shop_type

    @shop_type.setter
    def shop_type(self, new_shop_type):
    	self.__shop_type = new_shop_type
    	print(f'새 상점 유형 ({new_shop_type)} 적용')

lotteria.shop_type('오락실')
새 상점 유형 (오락실) 적용

lottria.shop_type
'오락실'

setter프로퍼티를 명시하지 않으면 읽기전용이 되어 외부에서 조작할 수 없게 된다.

상속 (Inheritance)

거의 비슷한 기능을 수행하나, 약간의 추가적인 기능이 필요한 다른 클래스가 필요할 경우 기존의 클래스를 상속받은 새 클래스를 사용하는 형태로 문제를 해결할 수 있다.

이 때, 상속 되는 클래스를 부모(상위)클래스라고 하며, 상속을 받는 클래스는 자식(하위)클래스라고 한다.

상속을 받을때는 클래스의 정의 다음 괄호에 부모 클래스를 적어주면 된다.

class Restaurant(Shop):
	pass

상속받은 클래스는 부모 클래스의 모든 속성고 메서드를 사용할 수 있다.

메서드 오버라이드

상속받은 클래스에서, 부모 클래스의 메서드와는 다른 동작을 하도록 할 수 있다. 이 경우 부모 클래스의 메서드를 덮어씌워서 사용하도록 하며, 이 방법을 메서드 오버라이드(method override)라고 한다.

show_info메서드에서 상점이 아닌 식당으로 표현되도록 메서드를 오버라이드해 새로 정의해본다.

부모 클래스의 메서드를 호출 (super)

자식클래스의 메서드에서 부모 클래스에서 사용하는 메서드의 전체를 새로 쓰는것이 아닌, 부모 클래스의 메서드를 호출 후 해당 내용으로 새로운 작업을 해야 할 경우 super()메서드를 사용해서 부모 클래스의 메서드를 직접 호출할 수 있다.

class Restaurant(Shop):
	def __init__(self, name, shop_type, address, rating):
		super().__init__(name, shop_type, address)
		self.rating = rating

위 코드의 경우, super()메서드를 사용해서 부모의 __init__ 메서드를 호출한다.

정적(스태틱) 메서드

스태틱 메서드는 클래스 내부에 정의된 일반 함수이며, 단지 클래스나 인스턴스를 통해서 접근할 수 있을 뿐 해당 클래스나 인스턴스에 영향을 주는 것은 불가능하다.

스태틱메서드는 @staticmethod데코레이터를 붙여 선언한다.

스태틱메서드는 다양한 방식으로 인스턴스를 생성하는 클래스를 작성할 때 자주 사용된다. __init__()초기화 함수는 하나만 존재할 수 있기 때문에, 다른 생성함수를 정적 메서드로 만들어 사용할 수 있다.

import random

class Pokemon:
	def __init__(self, name, type):
		self.name = name
		self.type = type

	@staticmethod
	def electric():
		pokemons = ('피카츄', '라이츄', '붐볼')
		selected_pokemon = random.choice(pokemons)
		return Pokemon(selected_pokemon, '전기')

	@staticmethod
	def water():
		pokemons = ('꼬부기', '아쿠스타', '라프라스')
		selected_pokemon = random.choice(pokemons)
		return Champion(selected_pokemon, '물')

클래스 메서드

클래스 메서드는 클래스 속성에 대해 동작하는 메서드이다. 위의 인스턴스 메서드와 달리 호출 주체가 클래스이며, 첫 번째 인자도 클래스이다. 만약 인스턴스가 첫 번째 인자로 주어지더라도 해당 인자의 클래스로 자동으로 바뀌어 전달된다.

클래스메서드는 @classmethod데코레이터를 붙여 선언하며, 첫 번째 인자의 이름은 관용적으로 cls를 사용한다.

클래스 메서드를 사용하면 부모 클래스를 상속받은 자식클래스에서 해당 부모클래스의 클래스 메서드를 사용할 경우, 자기 자신(자식)의 클래스를 사용할 수 있다.

실습

Shop클래스에 클래스 속성 description을 수정하는 클래스 메서드를 작성한다.
Shop에 name과 description을 각각 미정, 알수없음으로 생성해 반환하는 dummy_shop()클래스 메서드를 생성한다. 이 클래스 메서드는 Shop을 상속받은 Restaurant와 같은 자식클래스에서 사용할 경우, 해당 자식클래스의 인스턴스를 반환하도록 해야한다.
```
class Shop:
	description = 'Shop class'
	def __init__(self, name):
		self.name = name
```
```
@classmethod
def change_description(cls, desc):
	cls.description = desc ```
```

다형성 동적 바인딩

다형성은 관용적으로는 일반적으로 하나의 코드가 여러 역할을 한다는 의미이다. 예를 들어, str()이라는 내장 함수는 인수로 전달되는 객체의 타입에 관계 없이 해당 객체를 문자열 형으로 형변환 시켜준다. 이는 str()함수가 다형성을 띄고 있다는 말이며, 하나의 함수가 여러 타입의 객체를 처리할 수 있도록 설계되어 있음을 나타낸다.

동적 바인딩은 타입을 신경 쓰지 않고 인스턴스를 사용할 수 있게 해주는 방식이다. 위의 다형성과 맞물려 다형성을 띄는 함수에 타입에 관계없이 다양한 객체들을 인수로 전달할 수 있다.

동적 바인딩은 속성 검색과정을 통해서 이루어진다. obj.attr을 통해 속성에 접근하면, 인스턴스에서 attr을, 다음엔 클래스에서, 그 다음에는 상속받은 클래스에서 해당 속성을 검색하며 가장 먼저 검색한 속성을 반환한다.

동적으로 속성을 바인딩하는 과정은 obj객체의 타입에 영향받지 않으며, 오로지 해당 객체가 attr에 해당하는 속성을 가졌는지만 검사한다. 위의 str()함수를 예로 들면, str()함수는 전달된 인수의 __str__()속성을 리턴한다.

이러한 작동방식은 ‘오리처럼 울고걸으면 그것은 오리이다’라는 말에서 유래한 덕 타이핑(duck typing)이라고 한다. 덕 타이핑은 동적 타이핑의 한 종류이며, 객체가 가진 변수와 메서드가 해당 객체의 타입을 결정함을 말한다.

https://ko.wikipedia.org/wiki/다형성
https://ko.wikipedia.org/wiki/덕_타이핑
https://en.wikipedia.org/wiki/Late_binding

``` User, Sword, Shield클래스를 정의하고 속성을 동적으로 접근해본다.

User: - attrs name atk = 0 def = 0

- methods
equip(item)
	item의 'use()'메서드를 사용
	이때 자기자신(인스턴스)를 전달

Sword, Shield: - methods use(user) user로 전달된 인스턴스의 특정 능력치를 높임

## 실습

1. 일상생활에서 접할 수 있는 서로 연관되는 어떠한 것들에 대하여 3개의 클래스를 만들고, 각각에게 영향을 줄 수 있는 메서드를 만들고 사용해서 다른 인스턴스의 속성에 영향을 주는 코드를 작성해본다.

- ex) 사람 클래스와 고양이 클래스 -> 사람이 '먹이준다' 메서드 실행 시 고양이 인스턴스를 전달, 고양이 인스턴스의 포만감을 +

  ```python
  class Sw:
      def __init__(self, name):
          self.name = name
          self.money = 0
          self.happy = 0

      def earn(self, item):
          item.sw(self)

      def __repr__(self):
          return f'{self.name} (money: {self.money}만큼 벌었다!, happy: {self.happy}만큼 증가했다!)'

  class Money:
      def sw(self, sw):
          sw.money += 10

  class Happy:
      def sw(self, sw):
          sw.happy += 10

  me = Sw('권순우')
  money1 = Money()
  happy1 = Happy()

  me.earn(money1)
  me.earn(happy1)
  me

  #예상 출력 결과
  권순우 (money: 10만큼 벌었다!, happy: 10만큼 증가했다!)

외부에서 조작하면 문제가 생길 수 있는 속성을 private하게 지정되도록 이름을 바꾸고, property를 만들어 본다. setter가 필요없는 속성은 읽기전용으로 남겨두며, 변경해야 하는 속성은 setter를 구현하고 제한조건을 만든다

ex) 음식을 먹고 포만감을 늘리는 메서드 -> 포만감이 100이상이면 먹지 않도록

Python Python Class

클래스 (class)

클래스 (Class)

객체지향 프로그래밍

클래스

메서드

속성 접근 지정자 (attribute access modifier)

get/set속성값과 프로퍼티

상속 (Inheritance)

부모 클래스의 메서드를 호출 (super)

정적(스태틱) 메서드

클래스 메서드

다형성 동적 바인딩

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클래스 (Class)

객체지향 프로그래밍

클래스

메서드

속성 접근 지정자 (attribute access modifier)

get/set속성값과 프로퍼티

상속 (Inheritance)

부모 클래스의 메서드를 호출 (super)

정적(스태틱) 메서드

클래스 메서드

다형성 동적 바인딩

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