[BoostCamp AI Tech / Day 2] Python Object Oriented Programming

newbie·2021년 8월 3일

[boostcampAI U stage] week1

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클래스와 객체(객체 지향 언어의 이해)
객체지향 프로그래밍 개요
Object in Python
객체 지향 언어의 특징
- Inheritance
- Polymorphism
- Visibility
decorator 이해

클래스와 객체(객체 지향 언어의 이해)

ex) 수강신청 프로그램
- 1) 수강신청이 시작부터 끝까지 순서대로 작성
- 2) 수강신청 관련 주체들(교수,학생,관리자)의 행동(수강신청, 과목입력)과 데이터(수강과목, 강의 과목, 학점)들을 중심으로 프로그램 작성 후 연결
두 가지 모두 가능하나, 가독성이 높으며 재사용이 편리한 2) 방식이 주류
이러한 기법을 객체 지향 프로그램(OOP) 라고 함

객체지향 프로그래밍 개요

Object-Oriented Programming,OOP
객체 : 실생활에서 일종의 물건으로, 속성(attribute)와 행동(action)을 가짐
OOP는 이러한 객체 개념을 프로그램으로 표현, 속성은 변수(variable), 행동은 함수(method)로 표현
파이썬 역시 객체 지향 프로그램
OOP는 설계도에 해당하는 **클래스(Class)와 실제 구현체인 인스턴스 혹은 객체(instance, object)로 나눔

Object in Python

축구선수 정보를 Class로 구현

class SoccerPlayer(object):
#클래스 예약어 + Class명(상속받는 객체명)
# Class명 : CamelCase로 적기
  #CamelCase : 띄어쓰기 부분에 대문자, Class명
  #snake_case : 띄어쓰기 부분에 "("추가, 함수명
# 상속받는 객체가 없을 경우 자동 상속되어 생략해도 무방함 => Class명(), Class명
    def __init__(self, name : str, position : str, back_number : int): #__ini__ : 객체 초기화 예약 함수로, class를 실행 시 초기화를 하며,
                                                                       #self은 외부에선 해당 class를 선언한 instance명이고 내부에서는 self로 불림
        self.name = name                             #객체 자신인 self와 객체에 필수로 할당할 name, positon, back_number와 같은 atrribute를 설정
        self.position = position                     #namedtuple과 비슷함
        self.back_number = back_number               # attribute 지정 시 str, int와 같이 설명을 같이 넣어주면 다른 사용자가 이용하기 용이함
        
    
    def change_back_number(self, new_number): #특정 atrribute에 행동을 취하는 함수를 생성(method)
        # f-string
        print(f"선수의 등번호를 변경합니다 : From {self.back_number} to {new_number}")
        # % operator string 
#         print("선수의 등번호를 변경합니다 : From %d to %d" %(self, back_number, new_number))
        # format-string
#         print("선수의 등번호를 변경합니다 : From {} to {}".format(self.back_number, new_number))
#         print("선수의 등번호를 변경합니다 : From {aa} to {bb}".format(aa = self.back_number, bb = new_number))
        #가장 나은 건 가시성이 좋으며 속도가 가장 빠른 f-string(가장 최근에 나옴)
        self.back_number = new_number
    
    
    def __str__(self): #print와 동일한 역할
        return "Hello, My name is {name}. I Play in {position}".format(name = self.name, position = self.position)
    
    
    def __add__(self, other): # 더하기 연산 or concat
         return self.back_number + other
aa = SoccerPlayer("ko","fw",21)
bb = SoccerPlayer("ko","fw",21)
#여기서 aa,bb는 SoocerPlayer라는 클래스에서 파생된 객체
# aa,bb의 argument는 같으나 다른 인스턴스

[알아두면 상식]
- __는 특수 예약 함수나 변수 그리고 함수명 변경(맨글링)으로 사용
- 예) 와 사이에 main, add, _str, eq 등이 들어와 예약함수로 사용됨
- str == print문을 객체에 적용하면 출력해주는 함수
  -ex) tmp = SoccerPlayer("jin","MF",21)로, tmp라는 객체가 있을 때 print(tmp)를 하면 str이 들어가는 예약함수가 실행됨

객체 지향 언어의 특징

Inheritance, Polymorphism, Visibility

상속(Inheritance)
- 부모 클래스로부터 속성과 Method를 물려받은 자식 클래스를 생성하는 것
```
class Person:
    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        slef.age = age
 class Korean(Person):
     pass
```
- Korean이란 Class에는 아무런 내용이 없더라도 Person을 상속받아 동일한 method와 attribute를 지님
다형성(Polymorphism)
- 같은 이름의 메소드지만 내부 로직을 다르게 작성
- Dynamic Typing 특성으로 인해 파이썬에서는 같은 부모클래스의 상속에서 주로 발생하게 됌
- ex), 부모 클래스와 자식 클래스 모두 printer()라는 함수가 있지만, 부모 클래스는 argument값만 출력해주고 자식 클래스는 특정 foramt에 맞춰 출력
```
class tmp1:
    def __init__(self,string):
        self.string = string
    def printer(self):
        return string
class tmp2(tmp1):
    def printer(self):
       return f"입력된 문자열은 {self.string} 입니다"
tmp1("나는").printer() # '나는'
tmp2("나는").printer() # '입력된 문자열은 나는 입니다'
```

Visibility

객체의 정보를 볼 수 있는 레벨을 조절하는 것
누구나 객체 안에 모든 변수를 볼 필요는 없음
1)객체를 사용하는 사용자에게 실수로 정보 수정하는 것을 방지
2) 필요 없는 정보에는 접근을 불가하게 만듬
3) 실제 판매되는 제품의 소스 보호

Encapsulation

캡슐화 또는 정보 은닉(information Hiding)
Class 설계 시클래스간 간섭/정보 공유 최소화
ex) 심판 클래스가 선수 클래스의 가족까지 알 필요 없음
인터페이스만 알아서 쓰게 함

class Product:
    pass

class Inventory:
    def __init__(self):
        self.items = []
        self.test = "abc"
    
    def add_new_item(self,product):
        if type(product) == Product:
            self.items.append(product)
            print(f"new item added({type(product)})")
        else:
            raise ValueError("Invalied Item")
        
    def get_number_of_items(self):
        return len(self.items)
        
my_inventory = Inventory()
my_inventory.add_new_item(Product())
# class 내부 변수에 특정한 조건이 없을 경우 외부에서 접근 가능
# 따라서 my_inventory.items에다가 append() 혹은 print() 등을 통해 추가하거나 보는 등의 행동을 제한없이 가능
# 제한하고자 할 경우, attribute 선언 시 변수명에 __ 추가해주면됨(=네임 맹글링 : https://tibetsandfox.tistory.com/21)
# 네임 맹글링을 사용하면 private화 할 수 있지만 완벽한 private은 아님
# 조금 더 찾기 어렵게 만들 뿐
# 단, attribute나 method의 다형성을 억제할 순 있음

class Inventory:
    def __init__(self):
        self.__items = []
        self.test = "abc"

    def add_new_item(self,product):
        if type(product) == Product:
            self.__items.append(product)
            print(f"new item added({type(product)})")
        else:
            raise ValueError("Invalied Item")

    def get_number_of_items(self):
        return len(self.__items)

my_inventory = Inventory()
				my_inventory.items.append("Abc")
# >> AttributeError: 'Inventory' object has no attribute 'items'
my_inventory.items
# >> AttributeError: 'Inventory' object has no attribute 'items'

#단, dir(instance명) 으로 class 내부 변수의 주소를 찾으면 접근 가능
dir(my_inventory) => '_Inventory__items' #items 위치

반대로 정보 은닉을 했지만 items에 접근 허용해줄 수 있음
@property decorator 사용

class Inventory:
    def __init__(self):
        self.__items = []
        self.test = "abc"

     @property # property decorator 숨겨진 변수를 반환하게 해줌
     # property 데코를 통해 getter의 역할 + 함수를 변수명처럼 사용하게 만들어줌
     # https://dojang.io/mod/page/view.php?id=2476
     # property 데코는 getter의 역할(반대로 setter는 method명.setter)
     def items(self):
         return self.__items

     def add_new_item(self,product):
         if type(product) == Product:
             self.__items.append(product)
             print(f"new item added({type(product)})")
         else:
             raise ValueError("Invalied Item")

     def get_number_of_items(self):
         return len(self.__items)
my_inventory = Inventory() 
my_inventory.items # 함수로 만들었지만 변수명처럼 사용 가능

decorator 이해

first-class object

일등함수 혹은 일등 객체
변수나 데이터 구조에 할당이 가능한 객체(ex) map(f,value)
파라미터로 전달이 가능 + 리턴 값으로 사용

def square(n):
    return x**2

def cube(n):
    return x**3
    
method = [square, cube]
arg_list = [(0,2),(1,2)]
[method[i](n) for i,n in arg_list] =>[4,8]

inner function

함수 내에 또 다른 함수가 존재
closures
- inner function 자체가 return값으로 반환

def print_msg(msg):
    def printer():
        return msg
    return printer()
print_msg("hello")

decorator

복잡한 closure 함수를 간단하게 구현가능

def star(func):
    def inner(*args, **kwargs):
        print("*"*5)
        func(*args,kwargs)
        print("*"*5)
    return inner

@star # @star 시 @star 이후의 printer 함수가 star 함수의 agument로 됨
      # star(func = printer)
def printer(msg):
    print(msg)
printer("hello")

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