Python 객체 지향 프로그래밍(OOP)

1. 절차 지향 프로그래밍

함수와 로직 중심으로 작성하고, 데이터를 순차적으로 처리한다.

절차 지향 프로그래밍 특징

1. 입력을 받고, 처리하고, 결과를 내는 과정이 위에서 아래로 순차적으로 흐르는 형태이다.
2. 순차적인 명령어 실행, 데이터와 함수의 분리, 함수 호출의 흐름이 중요하다.

절차 지향 프로그래밍의 한계

1. 프로그램 규모가 커질수록 데이터와 함수의 관리가 어렵다.
2. 코드 수정 시 영향 범위 파악이 어렵다.

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2. 객체 지향 프로그래밍

프로그래밍에서 필요한 데이터를 추상화시켜 상태와 행위를 가진 객체로 만들고,

객체들 간의 상호작용을 통해 로직을 구성하는 프로그래밍 방법이다.

객체 지향 사고 예시

# Person (객체)안에 name, age와 관련된 기능(메서드)를 포함한다.
class Person:
	def __init__(self, name, age):
		self.name = name
		self.age = age
	
	def introduce(self):
		print(f"안녕하세요, {self.name}입니다. 나이는 {self.age}살 입니다.")
		
alice = Person("Alice", 25)
alice = introduce() # 객체가 자신의 정보를 출력한다.

객체 지향 프로그래밍의 특징

1. 프로그램을 데이터(변수)와 그 데이터를 처리하는 함수(메서드)를 하나의 단위(객체)로 묶어서 조직적으로 관리한다.
2. 데이터와 메서드의 결합이다.

💡

절차 지향과 객체 지향은 대조되는 개념은 아니다!!!!

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3. 객체와 클래스

객체 (Object)

• 실제 존재하는 사물을 추상화한 것, 속성 (변수) , 동작 (메서드) 를 가진다.

클래스 (Class)

• 데이터(속성)와 기능(메서드)을 하나의 묶음 으로 정의하는 설계도이다.
• 클래스 이름은 파스칼 케이스 방식으로 작성한다.
• __init__ 메서드는 생성자 메서드 로 불리며, 새로운 객체를 만들 때 필요한 초기값을 설정한다.
  • 생성자 __init__ - 인스턴스가 만들어질 때 자동으로 실행된다.

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4. 인스턴스

클래스를 통해 생성된 객체이다.

인스턴스 예시

# 인스턴스 1
person1 = Person("Alice", 25)
person1.introduce() # 안녕하세요. 저는 Alicae, 나이는 25살입니다.
# 인스턴스 2
person2 = Person("Bella", 30)
person2.introduce() # 안녕하세요. 저는 Bella, 나이는 30살입니다.

클래스와 인스턴스

• 클래스를 정의한다는 것은 공통된 특성과 기능을 가진 틀을 만드는 것이다.
• 실제 활동하는 개개별 객체들은 이 틀에서 생성된 인스턴스이다.
• 공통된 특성과 기능을 가진 틀을 만드는 것은 새로운 타입을 만드는 행위이다.
• 인스턴스(객체)는 클래스를 이용해 실제로 생성된 객체이며, type(인스턴스)를 출력하면 해당 클래스가 나온다.

💡우리가 사용해왔던 데이터 타입은 사실 모두 클래스였다.

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5. 클래스의 구성요소

생성자 메서드

• 인스턴스 생성 시 자동 호출되는 특별한 메서드
• __init__ 이라는 이름의 메서드로 정의된다.
• 인스턴스 변수의 초기화를 담당한다.

인스턴스 변수

• 각 인스턴스별 고유한 속성
• self.변수명 형태로 정의한다.
• 인스턴스마다 독립적인 값을 유지한다.

클래스 변수

• 모든 인스턴스가 공유하는 속성이다.
• 클래스 내부에서 직접 정의한다.

# =============================================================
# 클래스의 구조 - 클래스 변수 vs 인스턴스 변수
# - 클래스 변수  : 모든 인스턴스가 '공유'하는 값 (설계도에 적힌 값)
# - 인스턴스 변수 : 인스턴스마다 '따로' 갖는 값 (붕어빵마다 다른 속)
# =============================================================

class Circle:
    # 클래스 변수: 클래스 안, 메서드 밖에 정의
    # => 모든 Circle 인스턴스가 공유 (원주율은 어떤 원이든 같으므로)
    pi = 3.14

    # 생성자 메서드
    def __init__(self, radius):
        # 인스턴스 변수: self.을 붙여 정의
        # => 원마다 반지름이 다르므로 인스턴스별로 따로 저장
        self.radius = radius

# 인스턴스 생성
circle1 = Circle(1)
circle2 = Circle(3)

# =============================================================
# 인스턴스 변수(radius) - 인스턴스마다 값이 다름
# =============================================================

# 인스턴스 변수(속성) 접근
print(circle1.radius)  # 1
print(circle2.radius)  # 2

# =============================================================
# 클래스 변수(pi) - 모든 인스턴스가 같은 값을 공유
# - c1.pi, c2.pi 모두 클래스에 있는 하나의 pi를 바라봄
# =============================================================

# 클래스 변수(공통 속성) 접근
print(circle1.pi)  # 3.14
print(circle2.pi)  # 3.14

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7. 메서드

클래스 내부에 정의된 함수로, 해당 객체가 어떻게 동작할지를 정의한다.

1. 인스턴스 메서드

   • 인스턴스의 상태를 조작하거나 동작을 수행한다.
   • 클래스 내부에 정의되는 메서드의 기본
   • 반드시 첫 번째 인자로 인스턴스 자신 (self) 을 받는다.
   • 인스턴스의 속성에 접근하거나 변경이 가능하다.

   class MyClass:
   	def instance_method(self, arg1...):
   		pass

   self 동작원리

   # 문자열 "hello"를 대문자로 변경하기
   "hello".upper()
   # 실제 파이썬 내부 동작은 이렇게 진행됨
   str.upper("hello")

2. 생성자 메서드

인스턴스 객체가 생성될 때 자동으로 호출되는 메서드 → 인스턴스 변수들의 초기 값을 설정한다.

생성자 메서드 활용

class Person:
	def __init__(self, name):
		# 왼쪽 name: 인스턴스 변수 name
		# 오른쪽 name: 생성자 메서드의 매개변수 이름
		self.name = name
		print("인스턴스가 생성되었습니다.")
		
		def greeting(self):
			print(f"안녕하세요 {self.name}입니다.")

person1 = Person("지민") # 인스턴스가 생성되었습니다.
person1.greeting() # 안녕하세요 지민입니다.
# Person.greeting(person1)

1. 클래스 메서드

클래스 변수를 조작하거나, 클래스 레벨의 동작을 수행한다.

• @classmethod 데코레이터를 사용하여 정의한다.
• 호출 시, 첫번쨰 인자로 해당 메서드를 호출하는 클래스(cls)가 전달된다.
• 클래스를 인자로 받아 클래스 속성을 변경하거나 읽는 데 사용한다.

클래스 메서드 활용

class Person:
    population = 0  # 클래스 변수 (전체 인구 수, 모든 인스턴스 공유)

    def __init__(self, name):
        self.name = name
        # 인스턴스가 하나 생길 때마다 전체 인구를 1 증가시킴
        # => 개별 인스턴스가 아닌 '클래스 전체'의 상태를 바꾸는 일이므로
        #    클래스 메서드를 호출
        Person.increase_population()

    # 클래스 메서드
    @classmethod
    def increase_population(cls):
        # cls.population 은 Person.population 과 같음
        # (cls 자리에 Person이 자동으로 들어옴)
        cls.population += 1

# =============================================================
# 인스턴스를 2개 생성 => 생성될 때마다 __init__ 안에서
# increase_population()이 불려 population이 0 => 1 => 2
# =============================================================

# 인스턴스 생성
person1 = Person('Alice')
person2 = Person('Bob')

print(Person.population) # 2

1. 스태틱 (정적) 메서드

클래스, 인스턴스와 상관없이 독립적으로 동작하는 메서드

• @staticmethod 데코레이터를 사용하여 정의한다.
• 호출 시 자동으로 전달 받는 인자가 없다.
• 인스턴스나 클래스 속성에 직접 접근하지 않는 도우미 함수와 비슷하다.

스태틱 메서드 활용

# self/cls가 필요 없는 '순수한 기능'을 클래스 안에 묶어둘 때 사용
#   => 계산기의 덧셈처럼, 어떤 인스턴스의 데이터도 건드리지 않는 작업
# =============================================================

class MathUtils:
    # 정적 메서드
    # 클래스나 인스턴스에 의존하지 않고 독립적으로 동작
    # 정적 메서드는 클래스나 인스턴스의 상태를 변경하지 않음
    @staticmethod
    def add(a, b):
        return a + b

# =============================================================
# 인스턴스를 만들 필요 없이 클래스 이름으로 바로 호출
# - MathUtils.add(3, 5) => 8
# - 그냥 함수처럼 동작하지만, 관련 기능을 클래스로 묶어 관리하는 이점
# =============================================================

# 정적 메서드 호출
print(MathUtils.add(3, 5))  # 8

💡

• 인스턴스 메서드 → "내 것(self)을 다룬다."
• 클래스 메서드 → "모두의 것(cls)을 다룬다."
• 정적 메서드 → "아무것도 안 쓰고 기능만 수행한다."

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8. 정리

💡
클래스(설계도) → 인스턴스(객체) 생성 → 속성과 메서드로 동작하며, 메서드는 self(내 것), cls(모두의 것), staticmethod(독립 기능)로 구분한다.