객체 지향 프로그래밍, 클래스

정재욱·2022년 7월 12일

객체 지향 프로그래밍

Development_common_sense

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참고글

📕객체 지향 프로그래밍

객체란?

'속성'과 '행동'으로 이루어진 것.
- 자동차는 바퀴 4개, 색깔, 의자, 핸들 등의 속성과 전진, 후진 등의 행동을 가진 객체
'속성'과 '행동'을 떠올릴 수 있는 것이라면, 그것이 현실에 존재하던 가상에 존재하던 모두 객가 될 수 있다.
파이썬에서 속성은 변수로, 행동은 함수로 나타낸다.

객체지향 프로그래밍이란?

프로그램을 여러 개의 독립된 객체들과 그 객체들 간의 상호작용으로 파악하는 프로그래밍 접근법이다.

즉, 프로그램을 객체들 간의 소통으로 바라보는 것.

객체 지향 프로그래밍으로 프로그램을 만들려면?

프로그램에 어떤 객체들이 필요할지 정한다.
객체들의 속성과 행동을 정한다.
객체들이 서로 어떻게 소통할지 정한다.

객체지향

인스턴스 변수 정의하기
인스턴스 변수 : 클래스 정의에서 메서드 안에서 사용되면서 self.변수명 처럼 사용되는 변수

각 객체별로 서로 다른 값을 가짐
클래스 내부에서는 self.인스턴스 변수명을 사용하여 엑세스, 클래스 밖에서는 객체명.인스턴스변수명 으로 엑세스

class User:
    pass

user1 = User()
user1.name = "김"
user1.email = "kim@gmail.com"

user2 = User()
user2.name = "이"
user2.email = "lee@gmail.com"

인스턴스 메서드 정의하기
인스턴스 메서드 : 해당 객체 안에서 호출(self.메서드명)

해당 메서드를 호출한 객체에만 영향을 미침
객체 속성에 접근 가능

class User:
	def say_hello(some_user):
    	print(f"안녕, 나는 {some_user.name}이야!")
    pass

user1 = User()
user1.name = "김"

user2 = User()
user2.name = "이"

User.say_hello(user1) # 클래스에서 메서드 호출
print(user1)
user2.say_hello()  # 인스턴스에서 메서드 호출
print(user2)

>>>
안녕, 나는 김이야!
<class '__main__.User'>
안녕, 나는 이이야!
<__main__.User object at 0x0000023127E686A0>

user2.say_hello()에 user2을 인자로 넘기지 않아도 호출이 된다.

인스턴스가 메서드를 호출할 때는 자기 자신이 첫 번째 인자로 넘어간다!

self를 사용하자

이를 명시해주기 위해 파이썬에서는 인스턴스 메서드의 첫 파라미터로 "self"를 사용한다.

이렇게 안해도 에러가 나는건 아니지만, 이건 파이썬 쓰는 사람들끼리의 규칙이다.

class User:
	def say_hello(self):  # self 사용
    	print(f"안녕, 나는 {self.name}이야!")
    pass

user1 = User()
user1.name = "김"

user2 = User()
user2.name = "이"

User.say_hello(user1) # 클래스에서 메서드 호출
user2.say_hello()  # 인스턴스에서 메서드 호출

>>>
안녕, 나는 김이야!
안녕, 나는 이이야!

user2.say_hello() 에서 user2가 def say_hello(self):의 self로 자동으로 들어간다.

init

언더바 두개에 쌓여있는 메서드를 magic method , 특수 메소드라고 부른다.
magic method는 특정 상황에서 자동으로 호출되는 메소드다.
__init__메서드는 클래스 생성시 자동으로 호출된다.

class User:
    def initialize(self, name, email):
        self.name = name
        self.email = email

user1 = User()
user1.initialize("김코딩", "hi@gmail.com")

__init__메서드 없이는 객체 속성을 지정하기 위해 위처럼 해야한다.

__init__메서드는 객체를 생성할 때 인자를 넘겨주면 되므로 훨씬 간단해진다.

class User:
   def __init__(self, name, email):
        self.name = name
        self.email = email

user1 = User("김코딩", "kim@gmail.com")

user1 = User("김코딩", "kim@gmail.com") 요 코드 한 줄이 실행되면 1) User의 인스턴스 하나가 생성됨, 2) init메서드가 호출됨 한 번에 객체를 생성하고 속성을 지정해줄 수 있다는 장점 때문에 보통 클래스를 만들땐 항상 init 메서드가 같이 호출된다.

str
위 코드에서 print(user1)을 해보면 <__main__.User object at 0x7fc9ab5c9670>이런 값이 나온다.
인스턴스를 출력 했을 때 원하는 값이 나오게 하려면 __str__을 사용하면 된다.

class User:
    def __init__(self, name, email):
        self.name = name
        self.email = email
        
    def __str__(self):
        return self.name

user1 = User("김코딩", "kim@gmail.com")

print(user1)

>>>
김코딩

클래스 변수
클래스 변수 : 클래스 정의에서 메서드 밖에 존재하는 변수

해당 클래스를 사용하는 모두에게 공용으로 사용되는 변수
클래스 변수는 클래스 내외부에서 클래스명.변수명으로 엑세스 가능

class User:
    count = 0

    def __init__(self, name, email):
        self.name = name
        self.email = email

    def __str__(self):
        return self.name

User.count = 1
print(User.count)
>>>
1

그렇다면 count변수가 User인스턴스의 총 개수를 나타나게 하려면 어떻게 해야할까?
User인스턴스가 생성될 때 마다 count +=1을 해주면 된다.
User인스턴스가 생성될 때마다 __init__메서드가 호출되므로 거기에 더해주면 된다.

class User:
    count = 0

    def __init__(self, name, email):
        self.name = name
        self.email = email

        User.count += 1

    def __str__(self):
        return self.name


user1 = User("김", "kim@gmail.com")
user2 = User("이", "lee@gmail.com")
user3 = User("박", "park@gmail.com")

print(User.count)
>>>
3

클래스 변수를 출력하고 할당하는 방법에 대해 좀 더 살펴보자.

...생략....
user1 = User("김", "kim@gmail.com")
user2 = User("이", "lee@gmail.com")
user3 = User("박", "park@gmail.com")

user2.count = 10
print(User.count)
print(user1.count)
print(user2.count)
print(user3.count)

>>>
3
3
10
3

user2.count를 새로 정의한 부분때문에 그것만 10값이 나왔다.
그런데 user2.count=10은 인스턴스 변수를 할당해준 것이지, 클래스 변수를 할당한게 아니다.
즉 같은 이름을 가진 클래스 변수와 인스턴스 변수가 존재하는 것이고, 이때는 인스턴스 변수가 선행한다.

데코레이터
함수를 인자로 받아 꾸며진 함수를 리턴하는 함수

def print_hello():
    print("안녕")


def add_print_to(original):
    def wrapper():
        print("함수 시작")
        original()
        print("함수 끝")
    return wrapper

add_print_to(print_hello)()

>>>
함수 시작
안녕
함수 끝

어떤 함수를 데코레이터 함수에 넣으려면 @를 사용하면 된다.

def add_print_to(original):
    def wrapper():
        print("함수 시작")
        original()
        print("함수 끝")
    return wrapper

@add_print_to
def print_hello():
    print("안녕")

print_hello()

>>>
함수 시작
안녕
함수 끝

클래스 메소드

클래스 메소드는 메소드 위에 @classmethod 데코레이터를 달아주면 된다.
클래스 메소드 첫 인자는 self가 아닌 cls를 사용한다.
클래스 변수에 접근이 가능하여 cls.클래스변수명으로 엑세스 가능하다. 단, 객체 속성/메소드는 접근 불가
클래스 메소드는 클래스를 통해 호출할 수도 있고, 인스턴스를 통해 할 수도 있다.

class User:
    count = 0

    def __init__(self, name, email):
        self.name = name
        self.email = email

        User.count += 1

    def __str__(self):
        return self.name

    @classmethod
    def number_of_users(cls):
        print(f"총 유저수는 {cls.count}입니다.")


user1 = User("김", "kim@gmail.com")
user2 = User("이", "lee@gmail.com")
user3 = User("박", "park@gmail.com")

User.number_of_users()  # 클래스를 통해 클래스 메서드 호출
user1.number_of_users()  # 인스턴스를 통해 클래스 메서드 호출

>>>
총 유저수는 3입니다.
총 유저수는 3입니다.

인스턴스 메소드 vs 클래스 메소드

인스턴스 메소드: User.say_hello(user1) 또는 user1.say_hello()
클래스 메소드: User.number_of_users() 또는 user1.number_of_users()
클래스 메소드는 클래스가 첫 인자로 자동 전달된다.
이렇게 될 수 있는 이유는 @classmethod 데코레이터 떄문이다.

언제 각 메소드를 사용해야 할까?

위에서 정의한 classmethod는 사실 instance method 만들어도 문제는 없다.
언제 어떤 메소드를 쓰냐의 기준은 어떤 변수를 쓰냐에 달렸다.
클래스 변수를 사용한다면 클래스 메서드, 인스턴스 변수를 사용한다면 인스턴스 메서드를 사용하자.
만약 클래스 변수, 인스턴스 변수 둘 다 사용한다면 -> 인스턴스 메소드를 사용해라!
인스턴스 메서드는 인스턴스, 클래스 변수 둘 다 사용 가능하지만, 클래스 메서드는 인스턴스 변수를 사용 못하기 때문.
인스턴스가 하나도 없을 때에도 사용될 가능성이 있는 메서드라면 클래스 메서드를 사용하자!

정적 메소드(static method)

인스턴스 변수나 클래스 변수 중 아무것도 사용하지 않을 때 static method사용.
객체 속성에 접근 불가
static method는 첫 인자로 self, cls 중 어느것도 자동으로 넘어가지 않는다.

...생략...
    @staticmethod
    def is_valid_email(email_address):
        return "@" in email_address


user1 = User("김", "kim@gmail.com")
user2 = User("이", "lee@gmail.com")
user3 = User("박", "park@gmail.com")

print(User.is_valid_email("email"))  # 클래스를 통해 클래스 메서드 호출
print(user1.is_valid_email("email@email.com")) 

>>>
False
True

private, protected, public

정보 은닉 방식
- class의 attribute, method에 대해 접근을 제어할 수 있는 기능
private -> protected -> public
- private : private로 선언된 attribute, method는 해당 클래스에서만 접근 가능
  - 해당 속성의 앞에 __(double underscore)를 붙이면 접근이 허용되지 않음
- protected : protected로 선언된 attribute, method는 해당 클래스 또는 해당 클래스를 상속받은 클래스에서만 접근 가능
  - 해당 속성의 앞에 _(single underscore)를 붙여서 표기
- public : public으로 선언된 attribute, method는 어떤 클래스라도 접근 가능

파이썬에서의 private, protected, public

java, C++언어 등의 객체지향 언어와 달리, 파이썬에서의 모든 attribute, methodsms 기본적으로 public
클래스 외부에서 attribute, method 접근 가능

Public

class Quadrangle:
	def __init__(self, width, height, color):
    	self.width = width
        self.height = height
        self.color = color
        
    def get_area(self):
    	return self.width * self.height
        
    def set_area(self, width, height):
    	self.width = width
        self.height = height

square = Quadrangle(5, 5, 'black')
print(square.get_area())
print(square.width)
square.width = 10
print(square.get_area())

>>>
25
5
50

Private

class Quadrangle:
	def __init__(self, width, height, color):
    	self.__width = width
        self.__height = height
        self.__color = color
        
    def get_area(self):
    	return self.__width * self.__height
        
    def __set_area(self, width, height):
    	self.__width = width
        self.__height = height
        
square = Quadrangle(5, 5, 'black')
print(square.__set_area(10, 10))

>>>
AttributeError : 'Quadrangle' object has no attribute '__set_area'

미리 알아야 할 것들

1) 파이썬은 순수 객체 지향 언어다 = 모든 것이 객체다

print(type(1))
print(type("a"))
print(type([]))
print(type({}))
print(type(()))

>>>
<class 'int'>
<class 'str'>
<class 'list'>
<class 'dict'>
<class 'tuple'>