파이썬 클래스 상속, 오버라이딩, 다중상속, 추상 클래스

👉클래스 상속(inheritance)

기반 클래스의 능력을 그대로 활용하면서 새로운 클래스를 만들 때 사용한다.

기능을 물려주는 클래스를 기반 클래스(base class) 혹은 부모 클래스(parent class), 슈퍼 클래스(superclass)라고 부르고 상속을 받아 새롭게 만드는 클래스를 파생 클래스(derived class) 혹은 자식 클래스(child class), 서브 클래스(subclass)라고 한다.

class 기반클래스이름:
    코드

class 파생클래스이름(기반클래스이름):
    코드
    
# ex)
class Person:
  def greeting(self):
      print('안녕하세요.')

class Student(Person):
  def study(self):
      print('공부하기')

james = Student()
james.greeting()    # 안녕하세요.: 기반 클래스 Person의 메서드 호출
james.study()       # 공부하기: 파생 클래스 Student에 추가한 study 메서드

# 실행 결과
안녕하세요.
공부하기

래스 상속은 연관되면서 동등한 기능일 때 사용한다. 즉, 학생은 사람이므로 연관된 개념이고, 학생은 사람에서 역할만 확장되었을 뿐 동등한 개념이다. (is-a 관계)

• 상속 관계 확인하기
  issubclass(파생클래스, 기반클래스)를 사용한다. True나 False를 반환한다.
  
  
  

👉포함 관계

class Person:
    def greeting(self):
        print('안녕하세요.')

class PersonList:
    def __init__(self):
        self.person_list = []    # 리스트 속성에 Person 인스턴스를 넣어서 관리

    def append_person(self, person): # 리스트 속성에 Person 인스턴스를 추가하는 함수
        self.person_list.append(person)

여기서는 상속을 사용하지 않고 속성에 인스턴스를 넣어서 관리하므로 PersonList가 Person을 포함하고 있다. 이러면 사람 목록 PersonList와 사람 Person은 동등한 관계가 아니라 포함 관계입니다. 즉, "사람 목록은 사람을 가지고 있다."라고 말할 수 있다. (has-a 관계)

👉기반 클래스의 속성 사용하기

class Person:
    def __init__(self):
        print('Person __init__')
        self.hello = '안녕하세요.'

class Student(Person):
    def __init__(self):
        print('Student __init__')
        self.school = '파이썬 코딩 도장'

james = Student()
print(james.school)
print(james.hello)    # 기반 클래스의 속성을 출력하려고 하면 에러가 발생함

print(james.school)의 파이썬 코딩 도장은 출력되지만 print(james.hello)는 AttributeError: 'Student' object has no attribute 'hello' 에러를 발생시킨다.

기반 클래스 Person의 __init__ 메서드가 호출되지 않았기 때문이다.
즉, Person의 __init__ 메서드가 호출되지 않으면 self.hello = '안녕하세요.'도 실행되지 않아서 속성이 만들어지지 않는다.

👉super()로 기반 클래스 초기화하기

이를 해결하기 위해 super()를 사용해서 기반 클래스의 init 메서드를 호출해준다.
super().메서드()

class Person:
    def __init__(self):
        print('Person __init__')
        self.hello = '안녕하세요.'

class Student(Person):
    def __init__(self):
        print('Student __init__')
        super().__init__()    # super()로 기반 클래스의 __init__ 메서드 호출
        self.school = '파이썬 코딩 도장'

james = Student()
print(james.school)
print(james.hello)

# 실행 결과
Student __init__
Person __init__
파이썬 코딩 도장
안녕하세요.

super().__init__()와 같이 기반 클래스 Person의 __init__ 메서드를 호출해주면 기반 클래스가 초기화되어서 속성이 만들어진다.

👉기반 클래스를 초기화하지 않아도 되는 경우(super() 사용하지 않아도 되는 경우)

만약 파생 클래스에서 __init__ 메서드를 생략한다면 기반 클래스의 __init__이 자동으로 호출되므로 super()는 사용하지 않아도 된다.

class Person:
   def __init__(self):
       print('Person __init__')
       self.hello = '안녕하세요.'

class Student(Person):
   pass

james = Student()
print(james.hello)

# 실행 결과
Person __init__
안녕하세요.

👉오버라이딩(overriding)

기반 클래스의 메서드를 무시하고 새로운 메서드를 만든다는 뜻이다.
보통 프로그램에서 어떤 기능이 같은 메서드 이름으로 계속 사용되어야 할 때 메서드 오버라이딩을 활용한다.

class Person:
    def greeting(self):
        print('안녕하세요.')

class Student(Person):
    def greeting(self):
        print('안녕하세요. 저는 파이썬 코딩 도장 학생입니다.')

james = Student()
james.greeting()

#실행 결과
안녕하세요. 저는 파이썬 코딩 도장 학생입니다.

위처럼 오버라이딩된 메서드에서 super()로 기반 클래스의 메서드를 호출할 수 있다.

class Person:
  def greeting(self):
      print('안녕하세요.')

class Student(Person):
  def greeting(self):
      super().greeting()    # 기반 클래스의 메서드 호출하여 중복을 줄임
      print('저는 파이썬 코딩 도장 학생입니다.')

james = Student()
james.greeting()

# 실행 결과
안녕하세요.
저는 파이썬 코딩 도장 학생입니다.

👉다중 상속

다중 상속은 여러 기반 클래스로부터 상속을 받아서 파생 클래스를 만드는 방법이다. 다음과 같이 클래스를 만들 때 ( )(괄호) 안에 클래스 이름을 ,(콤마)로 구분해서 넣는다.

class 기반클래스이름1:
    코드

class 기반클래스이름2:
    코드

class 파생클래스이름(기반클래스이름1, 기반클래스이름2):
    코드

이렇게 다중상속을 받을 경우 모든 기반 클래스의 기능을 상속받는다.

class Person:
  def greeting(self):
      print('안녕하세요.')

class University:
  def manage_credit(self):
      print('학점 관리')

class Undergraduate(Person, University):
  def study(self):
      print('공부하기')

james = Undergraduate()
james.greeting()      # 안녕하세요.: 기반 클래스 Person의 메서드 호출
james.manage_credit() # 학점 관리: 기반 클래스 University의 메서드 호출
james.study()         # 공부하기: 파생 클래스 Undergraduate에 추가한 study 메서드

#실행 결과
안녕하세요.
학점 관리
공부하기

👉다이아몬드 상속

class A:
    def greeting(self):
        print('안녕하세요. A입니다.')

class B(A):
    def greeting(self):
        print('안녕하세요. B입니다.')

class C(A):
    def greeting(self):
        print('안녕하세요. C입니다.')

class D(B, C): # 왼쪽부터 실행
    pass

x = D()
x.greeting()    # 안녕하세요. B입니다.

# 실행 결과
안녕하세요. B입니다.

객체지향 프로그래밍에서는 이런 상속 관계를 다이아몬드 상속이라 부른다.

파이썬에서는 다이아몬드 상속에 대한 해결책으로 메서드 탐색 순서(Method Resolution Order, MRO)를 제공한다.

👉메서드 탐색 순서 확인하기

클래스.mro()

>>> D.mro()
[<class '__main__.D'>, <class '__main__.B'>, <class '__main__.C'>, <class '__main__.A'>, <class 'object'>]

MRO에 따르면 D의 메서드 호출 순서는 자기 자신 D, 그 다음이 B다. 따라서 D로 인스턴스를 만들고 greeting을 호출하면 B의 greeting이 호출된다.

👉추상 클래스 사용하기(abstract class)

추상 클래스는 메서드의 목록만 가진 클래스이며 상속받는 클래스에서 메서드 구현을 강제하기 위해 사용한다.

먼저 추상 클래스를 만들려면 import로 abc 모듈을 가져와야 한다( abc는 abstract base class의 약자입니다). 그리고 클래스의 ( )(괄호) 안에 metaclass=ABCMeta를 지정하고, 메서드를 만들 때 위에 @abstractmethod를 붙여서 추상 메서드로 지정한다.

from abc import *

class 추상클래스이름(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def 메서드이름(self):
        코드

from abc import *

class StudentBase(metaclass=ABCMeta):
  @abstractmethod
  def study(self):
      pass

  @abstractmethod
  def go_to_school(self):
      pass

class Student(StudentBase):
  def study(self):
      print('공부하기')

james = Student()
james.study()

위 코드를 실행하면 TypeError: Can't instantiate abstract class Student with abstract methods go_to_school 라는 오류가 발생한다.
StudentBase를 상속받은 Student에서는 study 메서드만 구현하고, go_to_school 메서드는 구현하지 않았기 때문이다.

따라서 추상 클래스를 상속받았다면 @abstractmethod가 붙은 추상 메서드를 모두 구현해야 한다.

👉추상 메서드를 빈 메서드로 만드는 이유

추상 클래스는 인스턴스로 만들 수가 없다. 다음과 같이 추상 클래스 StudentBase로 인스턴스를 만들면 에러가 발생한다.

>>> james = StudentBase()
Traceback (most recent call last):
  File "<pyshell#3>", line 1, in <module>
    james = StudentBase()
TypeError: Can't instantiate abstract class StudentBase with abstract methods go_to_school, study

그래서 추상 메서드를 만들 때 pass만 넣어서 빈 메서드로 만든 것이다.
추상 클래스는 인스턴스를 만들 수 없으니 추상 메서드도 호출할 일이 없기 때문이다.
추상 클래스는 오로지 상속에만 사용하거나 파생 클래스에서 반드시 구현해야 할 메서드를 정해 줄 때 사용한다.



출처, 강의
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