[Python] 6. 클래스와 모듈

클래스(Class)

우리가 실생활에서 쓰는 모든 것을 객체(Object)라고 한다.

 

객체 지향 프로그래밍(Object Oriented Programming)

• 프로그램 구현에 필요한 객체를 파악한다.
• 각각의 객체들의 역할이 무엇인지를 정의한다.
• 객체들 간의 상호작용을 통해 프로그램을 만드는 것이다.
• 각 객체 안에는 필드와 메서드가 들어 있다.

 

객체지향의 4대 특징

• 추상화(abstraction)
• 캡슐화(encapsulation)
• 상속성(inheritance)
• 다형성(polymorphism)
• 동적바인딩(Dynamic Binding)

 

클래스와 객체의 관계

• 클래스(Class)
  • 객체를 만드는 틀이다.(객체들을 추상화한 것이다.)
  • 필드(상태)와 메서드(동작)를 정의한다.
  • 하나의 클래스에서 무수히 많은 객체를 생성할 수 있다.

 

• 객체(Object) == 인스턴스
  • 클래스를 실체화한 것이다.
  • 클래스에서 정의한 필드와 메서드를 따른다.
  • 각 객체는 독립적이다.(동일한 클래스에서 생성되어도 필드와 메서드의 변화를 공유하지 않는다.)

 

 

파이썬 클래스 정의

파이썬에서 클래스는 class 키워드를 사용해 정의할 수 있다.(클래스명은 맨 앞글자 대문자로 약속되어 있다.)

class 클래스명:
    # 상태
    # 메서드

 

__init__(self) 메서드로 생성자를 정의할 수 있다.

• 생성자는 객체가 생성될 때 단 한번만 실행된다.
• 객체의 상태를 초기화 할 때 사용한다.
• 매개변수로 항상 self를 줘야하고 추가적인 매개변수를 정의하면 객체를 생성할 때 반드시 값을 전달해야 한다.

class Test:
    def __init__(self):
        pass
    # def __init__(self) -> None:
    #     pass

• 매개변수를 다르게 생성자를 여러개 정의하여 Overloading을 할 수 있다.
• Overloading은 같은 이름의 메서드를 매개변수를 다르게 여러개 정의하여 함수 호출 시 전달하는 값에 따라 다른 함수가 호출 된다.

class Test:
    def __init__(self) -> None:
        pass
    def __init__(self,a) -> None:
        self.a = a
    def __init__(self,*args) -> None:
        self.args = args

 

 

self는 객체/클래스 자기자신을 의미한다.

• 필드를 정의할 때 앞에 "self.필드" 형식으로 정의한다.
• 클래스 내부의 메소드를 호출하려면 "self.함수" 형식으로 호출한다.
• 클래스 내부의 필드를 호출하려면 "self.필드" 형식으로 호출한다.

class Test:
    def __init__(self,a:int,b:int) -> None:
        self.a :int = a
        self.b :int = b
        
    def func1(self):
        print(self.a)

    def func2(self,b:int):
        self.func1()
        print(b)

 

 

파이썬 객체

파이썬 객체 생성은 정의된 클래스를 메서드 호출하듯이 사용하면된다.

class Test:
    def __init__(self,a:int) -> None:
        self.a :int = a

    def func1(self):
        print(self.a)
# 클래스 정의    

test = Test(10)
# 필드 a를 10으로 초기화한 객체 test

test.func1()
# 객체 메서드 호출

 

 

파이썬 기본적으로 모든 필드와 메서드들이 public으로 접근지정되어 있어 언제 어디서든 호출할 수 있다.(캡슐화)

• public : 클래스 내, 외 자유롭게 접근 가능
• protected : 클래스 내부, 상속된 클래스 내부에서 접근 가능
• private : 클래스 내부만 접근 가능

class Test:
    def __init__(self,a:int,b:int,c:int) -> None:
        self.a :int = a # public
        self._b :int = b # protected
        self.__c :int = c # private

    def func1(self): # public
        print(self._b)
        print(self.__c)
	
    def _func2(self): # protect
        print(self.__c)


    def __func3(self): # private
        print(self.__c)

    
test = Test(10,9,8)

print(test.a)
test.func1()

 

 

상속(inheritance)

클래스는 상속을 통해 자신의 자식 클래스를 만들 수 있다.

• 상속된 클래스(자식)는 상속하는 클래스(부모)의 모든 필드, 메서드를 그대로 가진다.
• 상속은 여러번 할 수 있다.
• 상속은 여러개 받을 수 있다.(다중 상속)

Person을 상속받은 Rachel과 Pupba

 

파이썬에서 상속하는 방법은 클래스명 옆에 ()안에 부모 클래스를 적으면 된다.

• 다중 상속은 콤마(,)를 사용하여 여러개를 클래스를 상속 받을 수 있다.
• super()은 부모 클래스를 의미한다.(부모 클래스의 필드/메소드를 호출할 때 사용)
• super().__init__를 사용해 부모 클래스에 값을 전달 할 수 있다.

class Person:
    def __init__(self,name:str,age:int) -> None:
        self._name:str = name
        self._age:int = age
    def info(self) -> str:
        return f"{self._name}의 나이는 {self._age}입니다."

class Rachel(Person):
    def __init__(self,name:str,age:int,sex:str)->None:
        super().__init__(name,age)
        self.sex:str = sex

class Pupba(Person):
    def __init__(self,name:str,age:int,sex:str) -> None:
        super().__init__(name,age)
        self.sex:str = sex
    def hello(self) -> None:
        print(f'Hello {self._name}')
    

p = Person("사람",1)
print(p.info())

r = Rachel("Rachel",2,"여자")
print(r.info())

pb = Pupba("Pupba",1,"남자")
print(pb.info())
pb.hello()

# 다중 상속
class Test(str,int,list):
    def __init__(self) -> None:
        super().__init__()

 

 

오버라이딩(Overriding)

• 상속한 자식 클래스에서 부모 클래스의 메서드의 내용을 수정한다.
• 자식 클래스로 만든 객체에서 메서드를 호출하면 수정한 내용을 실행한다. 

# Person
# ..
# Rachel
# ..
class Pupba(Person):
    # ...
    def info(self) -> str:
        return f"{self._name}의 나이는 {self._age}이고 성별은 {self.sex} 입니다."
    # ...

pb = Pupba("Pupba",1,"남자")
print(pb.info())

 

 

클래스 메소드(Class Methods)

클래스에서 호출되는 메서드 self대신 "cls"를 사용하여 자신의 클래스를 전달한다.(다른것으로도 사용할 수 있지만 관용적으로 사용)

메서드를 정의할 때 위에 "@classmethod"라는 데커레이터를 써야한다.

• "cls(값)" 형태로 사용하면 전달된 값으로 초기화된 인스턴스(객체)를 반환한다.

class Test:
    def __init__(self,a:int,b:int) -> None:
        self.a:int = a
        self.b:int = b
    def printAll(self) -> None:
        print(self.a,self.b)
    
    @classmethod
    def clsmd(cls,value):
        return cls(value,value)

t1 = Test(1,2)
t1.printAll()
t2 = Test.clsmd(2)
t2.printAll()
t3 = t1.clsmd(3)
t3.printAll()

 

 

정적 메서드(Static method)

인스턴스나 클래스를 인자로 받지 않는 메서드이다.

메서드를 정의할 때 위에 "@staticmethod"라는 데커레이터를 써야한다.

• 호출할 때는 "클래스.메서드()" 형태로 호출 하는 방법이 관행이다.
• 같은 클래스로 만들어진 객체가 공유한다.

class Test:
    def __init__(self,a:int,b:int) -> None:
        self.a:int = a
        self.b:int = b
    @staticmethod
    def printAB(a,b):
        print(a,b)

Test.printAB(1,2)
Test.printAB(3,4)

 

모듈(Module)

함수나 변수 또는 클래스를 모아 놓은 파이썬 파일을 말한다.

이러한 모듈은 다른 파이썬 파일에서 불러와서 사용할 수 있으며 다음과 같은 키워드를 통해 불러올 수 있다.

import 파이썬 파일명(경로)
# as 를 사용해 별명을 지어서 사용할 수 있다.
# or
from 파이썬 파일명(경로) import 클래스 또는 메서드
# from 사용시 import * 를 사용하면 모든 클래스/메서드를 불러온다는 뜻

 

예시

# mod1.py
class Mod:
    def __init__(self,a:int,b:int) -> None:
        self.__a:int = a
        self.__b:int = b
    def add(self) -> int:
        return self.__a+self.__b

# mod2.py
def hello1()->None:
    print("Hello I'm Pupba!")

def hello2()->None:
    print("Hello I'm Pupba!!")

# main.py
import mod1 as md1
from mod2 import hello1,hello2

md = md1.Mod(1,2)
print(md.add())

hello1()
hello2()

 

 

if __name__ == "__main__"을 사용해서 모듈 내 하드 코딩한 코드가 실행되지 않게 할 수 있다.

• if __name__ == "__main__" 블럭 안에 있는 코드들은 현재 스크립트가 메인으로 실행될 때 실행된다.(모듈로 사용시 X)

# mod2.py
def hello1()->None:
    print("Hello I'm Pupba!")

def hello2()->None:
    print("Hello I'm Pupba!!")

hello1()
hello2()

# main
from mod2 import hello1,hello2

# mod2.py
def hello1()->None:
    print("Hello I'm Pupba!")

def hello2()->None:
    print("Hello I'm Pupba!!")
    
if __name__ == "__main__":
    hello1()
    hello2()
    
# main.py
from mod2 import hello1,hello2

 

 

표준 라이브러리 모듈

• 파이썬 인터프리터를 설치하면 같이 설치되는 모듈들이다.

The Python Standard Library

 

 

 

서드파티 모듈(Third Party Module)

• 파이썬에서 공식적으로 개발한 것이 아닌 제3자나 회사가 만든 library, plug_in, framework 등이다.
• ex. Numpy, Pandas, OpenCV, Flask, Django ...
• 다음 사이트에서 검색해서 찾거나

PyPI · The Python Package Index

• 또는 웹 검색을 통해 찾을 수 있다.