[Python] 기초 - 객체 지향 프로그래밍(OOP)

ITmakesmeSoft·2022년 9월 3일

@property OOP getter python setter 객체지향 다형성 상속 추상화 캡슐화

PYTHON [BASIC]

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객체 지향 프로그래밍(OOP; Object-Oriented Programming)

프로그램을 여러 개의 독립된 객체들과 그 객체 간의 상호작용으로 파악하는 프로그래밍 방법.
EX) 콘서트(가수 객체, 감독 객체, 관객 객체)

객체지향 프로그래밍이 필요한 이유

현실 세계를 프로그램 설계에 반영(추상화)

객체지향의 장/단점

장점
- 클래스 단위로 모듈화시켜 개발할 수 있으므로 많은 인원이 참여하는 대규모 소프트웨어 개발에 적합
- 필요한 부분만 수정하기 쉽기 때문에 프로그램 유지보수가 쉬움
단점
- 설계 시 많은 노력과 시간이 필요함
  - 다양한 객체들의 상호 작용 구조를 만들기 위해 많은 시간과 노력이 필요
- 실행 속도가 상대적으로 느림
  - 절차 지향 프로그래밍이 컴퓨터의 처리구조와 비슷해서 실행 속도가 빠름

객체지향의 핵심 4가지

추상화
- 복잡한 것은 숨기고, 필요한 것만 들어내는 것
  - ‘홍길동’, ’김철민’ ⇒ 사람
  - 앞으로 걷기, 뛰기 ⇒ 움직임
상속(Extends)
- 두 클래스 사이 부모-자식 관계를 정립하는 것
- 클래스는 상속이 가능함
- class ChildClass(ParantClass):
- 하위 클래스는 상위 클래스에 정의된 속성, 행동, 관계 및 제약조건을 모두 상속받음
- 부모 클래스의 속성, 메서드가 자식 클래스에 상속되므로, 코드 재사용성이 높아짐
- 두 클래스 사이에 공통부분을 뽑아 부모 클래스를 만들고 하위클래스에서 상속받으면 메서드를 재사용할 수 있음.
- 파이썬의 모든 클래스는 object로부터 상속됨
- 부모 클래스의 모든 요소(속성, 메서드)가 상속됨
- super()를 통해 부모 클래스의 요소를 호출할 수 있음
- 메서드 오버라이딩을 통해 자식 클래스에서 재정의 가능함
- 상속관계에서의 이름공간은 인스턴스, 자식 클래스, 부모 클래스 순으로 탐색
  
  자세한 내용 자세한 내용2
- 상속 관련 메서드
  - isinstance(*object, classinfo*)
    - classinfo의 instance이거나 subclass인 경우 True
```
class Person:
		pass
class Professor(Person):
		pass
class Student(Person):
		pass

# 인스턴스 생성
p1 = Professor()
s1 = Student()

print(isinstance(p1, Person)) # True
print(isinstance(p1, Professor)) # True
print(isinstance(p1, Student)) # False
print(isinstance(s1, Person)) # True
print(isinstance(s1, Professor)) # False
print(isinstance(s1, Student) # True
```
  - issubclass(*class, classinfo*)
    - class가 classinfo의 subclass면 True
    - classinfo는 클래스 객체의 튜플일 수 있으며, classinfo의 모든 항목을 검사
```
class Person:
		pass
class Professor(Person):
		pass
class Student(Person):
		pass

# 인스턴스 생성
p1 = Professor()
s1 = Student()

print(issubclass(bool, int)) # True
print(issubclass(float, int)) # False
print(issubclass(Professor, Person)) # True
print(issubclass(Professor, (Person, Student))) # True
```
  - super()
    - 자식클래스에서 부모클래스를 사용하고 싶은 경우
```
class Person:
		def __init__(self, name, age, number, email):
				self.name = name
				self.age = age
				self.number = number
				self.email = email

class Student(Person):
		def __init__(self, name, age, number, email, student_id):
				# Person 클래스
				# self.name = name
				# self.age = age
				# self.number = number
				# self.email = email 
				# super() 메서드를 이용해 간소화할 수 있음
				super().__init__(name, age, number, email)
				self.student_id = student_id
```
- 다중상속
  - 두 개 이상의 클래스를 상속 받는 경우
  - 상속받은 모든 클래스의 요소를 활용 가능함
  - 중복된 속성이나 메선드가 있는 경우 상속 순서에 의해 결정
  - mro 메서드(Method Resolution Order)
    - 해당 인스턴스의 클래스가 어떤 부모 클래스를 가지는지 확인하는 메서드
    - 기존의 인스턴스 → 클래스 순으로 이름 공간을 탐색하는 과정에서 상속 관계에 있으면 인스턴스 → 자식 클래스 → 부모 클래스로 확장
```
class Person:
		pass
class Dad(Person):
		pass
class Mom(Person):
		pass
class FirstChild(Dad, Mom): # Dad -> Mom 순서로 탐색 : [0]->[1]
		pass

print(FirstChild.mro())
'''
[<class '__main__.FirstChild'>, <class '__main__.Dad'>, 
<class '__main__.Mom'>, <class '__main__.Person'>,<class 'object'>]
'''
```
다형성(Polymorphism)
- 동일한 메서드가 클래스에 따라 다르게 행동할 수 있음을 의미
- 즉, 서로 다른 클래스에 속해있는 객체들이 동일한 메세지에 대해 다른 방식으로 응답할 수 있음
- 메서드 오버라이딩(Method-Overriding)
  - 상속받은 메서드를 재정의 ⇒ 덮어쓰기
  - 클래스 상속 시, 부모 클래스에서 정의한 메서드를 자식 클래스에서 변경
  - 부모 클래스의 메서드 이름과 기본 기능은 그대로 사용하지만, 특정 기능을 바꾸고 싶을 때 사용
  - 부모 클래스의 메서드를 실행시키고 싶은 경우 super()를 활용
```
class Person:
		def __init__(self, name):
				self.name = name

		def talk(self):
				print(f'반갑습니다. {self.name}입니다.')

class Professor(Person):
		def talk(self): # 메서드 오버라이딩(덮어쓰기)
				print(f'{self.name}일세.')

class Student(Person):
		def talk(self):
				super().talk() # 상위 클래스인 Person의 talk() 실행
				print(f'저는 학생입니다.')

p1 = Professor('김교수')
p1.talk() # 김교수일세.

s1 = Student('이학생')
s1.talk() # 반갑습니다. 이학생입니다.
					# 저는 학생입니다.
```
- 오버로딩(Overloading)
  - 메서드의 이름은 같고, 매개 변수의 갯수나 타입이 다른 함수를 정의하는것을 의미
  - 파이썬은 kargs*으로 대체 가능(overloading시 오류)

캡슐화

객체의 일부 구현 내용에 대해 외부로부터의 직접적인 엑세스를 차단
- ex) 주민등록번호
파이썬에서 암묵적으로 존재하지만, 언어적으로는 존재하지 않음
접근 제어자 종류
- Public Access Modifier
- Protected Access Modifier
- Private Access Modifier
Public Member
- 언더바 없이 시작하는 메서드나 속성
- 어디서나 호출이 가능, 하위 클래스 override 허용
- 일반적으로 작성되는 메서드와 속성의 대다수 차지
```
class Person:
		def __init__(self, name, age):
				self.name = name
				self.age = age

p1 = Person('홍길동', 25)
print(p1.name) # 홍길동
print(p1.age) # 25
```

Protected Member

언더바 1개로 시작하는 메서드나 속성
암묵적 규칙에 의해 부모 클래스 내부와 자식 클래스에서만 호출 가능(오류가 발생하진 않음)

하위 클래스 override 허용

class Person:
		def __init__(self, name, age):
				self.name = name
				self._age = age

		def get_age(self):
				return self._age

# 인스턴스를 만들고 get_age 메서드를 활용하여 호출할 수 있음
p1 = Person('홍길동', 25)
print(p1.name) # 홍길동
print(p1.get_age()) # 25

# 물론 _age에 직접 접근해도 확인 가능
# 파이썬에서는 암묵적으로 활용되는 것
print(p1._age) # 25

Private Member

언더바 2개로 시작하는 메서드나 속성
본 클래스 내부에서만 사용이 가능
하위클래스 상속 및 호출 불가능(오류)
외부 호출 불가능(오류)

개발 과정에서 불필요한 변수의 접근을 막기 위함

class Person:
		def __init__(self, name, age):
				self.name = name
				self.__age = age

		def get_age(self):
				return self.__age # 본 클래스 내부에서만 호출 가능

# 인스턴스를 만들고 get_age 메서드를 활용하여 호출할 수 있음
p1 = Person('홍길동', 25)
print(p1.name) # 홍길동
print(p1.get_age()) # 25

# __age에 직접 접근 불가
print(p1.__age)
# AttributeError: 'Person' object has no attribute '__age'

getter 메서드와 setter 메서드

변수에 접근할 수 있는 메서드를 별도로 생성
- getter 메서드 : 변수의 값을 읽는 메서드
  - @property 데코레이터 사용
- settet 메서드 : 변수의 값을 설정하는 성격의 메서드
  - @변수.setter 사용

class Person:
		def __init__(self,  age):
				self._age = age

		**@property**
		def age(self):
				return self._age # 본 클래스 내부에서만 호출 가능

		**@age.setter**
		def age(self, new_age):
				if new_age <= 19:
						raise ValueError('Too Young')
						return
				self._age = new_age

# 인스턴스를 만들어서 나이에 접근하면 정상적으로 출력됨
p1 = Person(25)
print(p1.age) # 25
# p1 인스턴스의 나이를 다른 값으로 바꿔도 정상적으로 반영됨
p1.age = 33
print(p1.age) # 33
p1.age = 19
print(p1.age) # ValueError : Too Young

참고

ITmakesmeSoft

💎 Daniel LEE | SSAFY 8th

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객체지향 프로그래밍이 필요한 이유

객체지향의 장/단점

객체지향의 핵심 4가지

[Python] 기초 - 함수(응용)

[Python] 기초 - OOP 메서드(Object-Oriented Programming)

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