파이썬 - 클래스 2

2023 점프 투 파이썬

클래스를 어떻게 만들지 먼저 구상하기

클래스는 무작정 만드는 것보다 클래스로 만든 객체를 중심으로 어떤 식으로 동작하게 할지 미리 구상한 후 생각한 것을 하나씩 만들면서 완성해 나가는 것이 좋다.

사칙 연산 가능을 가진 FourCal 클래스가 다음처럼 동작한다고 가정해 보자.

먼저 a = FourCal()를 입력해서 a라는 객체를 만든다.

>>> a = FourCal()

그런 다음 a.setdata(4, 2)처럼 입력해서 숫자 4와 2를 a에 지정해 준다.

>>> a.setdata(4, 2)

a.add()를 수행하면 두 수를 합한 결과(4 + 2)를 리턴한다.

>>> a.add()
6

a.mul()을 수행하면 두 수를 곱한 결과(4 * 2)를 리턴한다.

>>> a.mul()
8

a.sub()를 수행하면 두 수를 뺀 결과(4 - 2)를 리턴한다.

>>> a.sub()
2

a.div()를 수행하면 두 수를 나눈 결과(4 / 2)를 리턴한다.

>>> a.div()
2

이렇게 동작하는 FourCal 클래스를 만드는 것이 바로 우리의 목표이다.

클래스 구조 만들기

그러면 지금부터 앞에서 구상한 것처럼 동작하는 클래스를 만들어 보자. 제일 먼저 할 일은 a = FourCal()처럼 객체를 만들 수 있게 하는 것이다. 일단은 아무런 기능이 없어도 되기 때문에 매우 간단하게 만들 수 있다. 다음을 따라 해 보자.

>>> class FourCal:
...     pass

먼저 대화형 인터프리터에서 pass라는 문장만을 포함한 FourCal 클래스를 만든다. 현재 상태에서 FourCal 클래스는 아무 변수나 함수도 포함하지 않지만, 우리가 원하는 객체 a를 만들 수 있는 기능은 가지고 있다. 한번 확인해 보자.

pass는 아무것도 수행하지 않는 문법으로, 임시로 코드를 작성할 때 주로 사용한다.

>>> a = FourCal()
>>> type(a)
<class '__main__.FourCal'>

위와 같이 a = FourCal()로 a 객체를 먼저 만든 후 type(a)로 a 객체가 어떤 타입인지 알아보았다. 역시 객체 a가 FourCal 클래스의 인스턴스라는 것을 알 수 있다.

type은 파이썬이 자체로 가지고 있는 내장 함수로, 객체의 타입을 출력한다.

객체에 연산할 숫자 지정하기

하지만 생성된 객체 a는 아직 아무런 기능도 하지 못한다. 이제 더하기, 빼기, 곱하기, 나누기 등의 기능을 하는 객체를 만들어야 한다. 그런데 이러한 기능을 갖춘 객체를 만들려면 먼저 사칙 연산을 할 때 사용할 2개의 숫자를 a 객체에게 알려 주어야 한다. 다음과 같이 연산을 수행할 대상(4, 2)을 객체에 지정할 수 있게 만들어 보자.

>>> a.setdata(4, 2)

위 문장이 동작하려면 다음과 같이 FourCal 클래스를 다시 정의해야 한다.

>>> class FourCal:
...     def setdata(self, first, second):
...         self.first = first
...         self.second = second

앞에서 만든 FourCal 클래스에서 pass 문장을 삭제하고 그 대신 setdata 함수를 정의했다. 클래스 안에 구현된 함수는 다른 말로 메서드(method)라고 부른다. 앞으로 클래스 내부의 함수는 항상 메서드라고 표현할 테니 메서드라는 용어를 기억해 두자.

일반적인 함수를 만들 때는 다음과 같이 소스 코드를 작성한다.

def 함수_이름(매개변수):
    수행할_문장
    ...

메서드도 클래스에 포함되어 있다는 점만 제외하면 일반 함수와 다를 것이 없다.

setdata 메서드를 다시 보면 다음과 같다.

def setdata(self, first, second):   # 메서드의 매개변수
    self.first = first              # 메서드의 수행문
    self.second = second            # 메서드의 수행문

setdata 메서드의 매개변수

setdata 메서드를 좀 더 자세히 살펴보자. setdata 메서드는 매개변수로 self, first, second 3개의 입력값을 받는다. 그런데 일반 함수와 달리, 메서드의 첫 번째 매개변수 self는 특별한 의미를 가진다.

다음과 같이 a 객체를 만들고 a 객체를 통해 setdata 메서드를 호출해 보자.

>>> a = FourCal()
>>> a.setdata(4, 2)

객체를 이용해 클래스의 메서드를 호출하려면 a.setdata(4, 2)와 같이 도트(.) 연산자를 사용하면 된다.

그런데 뭔가 좀 이상하지 않은가? setdata 메서드에는 self, first, second 총 3개의 매개변수가 필요한데 실제로는 a.setdata(4, 2)처럼 2개의 값만 전달했다. 왜 그럴까? a.setdata(4, 2)처럼 호출하면 setdata 메서드의 첫 번째 매개변수 self에는 setdata 메서드를 호출한 객체 a가 자동으로 전달되기 때문이다. 다음 그림을 보면 객체를 호출할 때 입력한 값이 메서드에 어떻게 전달되는지 쉽게 이해할 수 있을 것이다.

파이썬 메서드의 첫 번째 매개변수 이름은 관례적으로 self를 사용한다. 객체를 호출할 때 호출한 객체 자신이 전달되기 때문에 self라는 이름을 사용한 것이다. 물론 self말고 다른 이름을 사용해도 상관없다.

메서드의 첫 번째 매개변수 self를 명시적으로 구현하는 것은 파이썬만의 독특한 특징이다. 예를 들어 자바와 같은 언어는 첫 번째 매개변수 self가 필요없다.

점프 투 파이썬메서드를 호출하는 또 다른 방법

잘 사용하지는 않지만, 다음과 같이 클래스를 이용해 메서드를 호출할 수도 있다.

>>> a = FourCal()
>>> FourCal.setdata(a, 4, 2)

위와 같이 ‘클래스명.메서드’ 형태로 호출할 때는 객체 a를 첫 번째 매개변수 self에 꼭 전달해야 한다. 반면 다음처럼 ‘객체.메서드’ 형태로 호출할 때는 self를 반드시 생략해서 호출해야 한다.

>>> a = FourCal()
>>> a.setdata(4, 2)

setdata 메서드의 수행문

이제 setdata 메서드의 수행문에 대해 알아보자.

def setdata(self, first, second):   # 메서드의 매개변수
    self.first = first              # 메서드의 수행문
    self.second = second            # 메서드의 수행문

a.setdata(4, 2)처럼 호출하면 setdata 메서드의 매개변수 first, second에는 각각 값 4와 2가 전달되어 setdata 메서드의 수행문이 다음과 같이 해석된다.

self.first = 4
self.second = 2

self는 전달된 객체 a이므로 다시 다음과 같이 해석된다.

a.first = 4
a.second = 2

a.first = 4라는 문장이 수행되면 a 객체에 객체변수 first가 생성되고 4라는 값이 저장된다. 이와 마찬가지로 a.second = 2라는 문장이 수행되면 a 객체에 객체변수 second가 생성되고 2라는 값이 저장된다.

객체에 생성되는 객체만의 변수를 ‘객체변수’ 또는 ‘속성’이라고 부른다.

다음과 같이 확인해 보자.

>>> a = FourCal()
>>> a.setdata(4, 2)
>>> a.first
4
>>> a.second
2

a 객체에 객체변수 first와 second가 생성된 것을 확인할 수 있다.

이번에는 다음과 같이 a, b 객체를 만들어 보자.

>>> a = FourCal()
>>> b = FourCal()

그리고 a 객체의 객체변수 first를 다음과 같이 생성한다.

>>> a.setdata(4, 2)
>>> a.first
4

이번에는 b 객체의 객체변수 first를 다음과 같이 생성한다.

>>> b.setdata(3, 7)
>>> b.first
3

자, 이제 여러분에게 매우 중요한 질문을 1가지 하겠다. 위와 같이 진행하면 b 객체의 객체변수 first에는 값 3이 저장된다는 것을 확인할 수 있었다. 그렇다면 a 객체의 first에 저장된 값도 3으로 변할까, 아니면 원래대로 값 4를 유지할까?

다음과 같이 그 결과를 확인해 보자.

>>> a.first
4

a 객체의 first 값은 b 객체의 first 값에 영향받지 않고 원래 값을 유지하고 있다는 것을 확인할 수 있다. 이 예제를 통해 여러분에게 강조하고 싶은 점이 바로 이것이다. 클래스로 만든 객체의 객체변수는 다른 객체의 객체변수에 상관없이 독립적인 값을 유지한다. 클래스에서는 이 부분을 이해하는 것이 가장 중요하다.

다음은 현재까지 완성된 FourCal 클래스이다.

>>> class FourCal:
...     def setdata(self, first, second):
...         self.first = first
...         self.second = second

지금까지 살펴본 내용이 바로 이 4줄의 소스 코드를 설명하기 위한 것이었다. 앞에서 설명한 것들이 이해되지 않는다면 다시 한번 읽어 보기 바란다. 이 부분을 이해하지 못하면 다음으로 넘어갈 수 없기 때문이다.

 

더하기 기능 만들기

자! 2개의 숫자 값을 설정해 주었으므로 2개의 숫자를 더하는 기능을 방금 만든 클래스에 추가해 보자. 우리는 다음과 같이 더하기 기능을 갖춘 클래스를 만들어야 한다.

>>> a = FourCal()
>>> a.setdata(4, 2)
>>> a.add()
6

이 연산이 가능하도록 FourCal 클래스를 다시 작성해 보자.

>>> class FourCal:
...     def setdata(self, first, second):
...         self.first = first
...         self.second = second
...     def add(self):
...         result = self.first + self.second
...         return result

05장에서는 대화형 인터프리터에서 FourCal 클래스를 계속 수정할 것이다. 그러나 클래스를 수정하는 데 있어 코드가 많아 조금 불편할 수 있다. 이 불편함은 IDLE 에디터를 사용해 FourCal 클래스를 작성하고 IDLE 에디터에서 작성한 코드를 복사한 후 대화형 인터프리터에 붙여넣기하여 해결할 수 있다.

add 메서드를 새롭게 추가했다. 이제 클래스를 사용해 보자.

>>> a = FourCal()
>>> a.setdata(4, 2)

위와 같이 호출하면 앞에서 살펴보았듯이 a 객체의 first, second 객체변수에는 각각 값 4와 2가 저장될 것이다.

이제 add 메서드를 호출해 보자.

>>> a.add()
>>> 6

a.add()라고 호출하면 add 메서드가 호출되어 값 6이 출력될 것이다. 어떤 과정을 거쳐 값 6이 출력되는지 add 메서드를 따로 떼어 내 자세히 살펴보자.

def add(self):
    result = self.first + self.second
    return result

add 메서드의 매개변수는 self, 리턴값은 result이다. 리턴값인 result를 계산하는 부분은 다음과 같다.

result = self.first + self.second

a.add()와 같이 a 객체에 의해 add 메서드가 수행되면 add 메서드의 self에는 객체 a가 자동으로 입력되므로 이 내용은 다음과 같이 해석된다.

result = a.first + a.second

a.first와 a.second는 add 메서드가 호출되기 전에 a.setdata(4, 2) 문장에서 a.first = 4, a.second = 2로 설정된다. 따라서 위 문장은 다시 다음과 같이 해석된다.

result = 4 + 2

따라서 다음과 같이 a.add()를 호출하면 6을 리턴한다.

>>> a.add()
6

여기까지 모두 이해한 독자라면 클래스에 대해 80% 이상을 안 것이다. 파이썬의 클래스는 그다지 어렵지 않다.

 

곱하기, 빼기, 나누기 기능 만들기

이번에는 곱하기, 빼기, 나누기 등을 할 수 있도록 프로그램을 개선해 보자.

>>> class FourCal:
...     def setdata(self, first, second):
...         self.first = first
...         self.second = second
...     def add(self):
...         result = self.first + self.second
...         return result
...     def mul(self):
...         result = self.first * self.second
...         return result
...     def sub(self):
...         result = self.first - self.second
...         return result
...     def div(self):
...         result = self.first / self.second
...         return result

mul, sub, div 모두 add 메서드에서 배운 것과 동일한 방법이므로 따로 설명하지는 않겠다.

정말 모든 것이 제대로 동작하는지 확인해 보자.

Copy>>> a = FourCal()
>>> b = FourCal()
>>> a.setdata(4, 2)
>>> b.setdata(3, 8)
>>> a.add()
6
>>> a.mul()
8
>>> a.sub()
2
>>> a.div()
2
>>> b.add()
11
>>> b.mul()
24
>>> b.sub()
-5
>>> b.div()
0.375

지금까지 우리가 목표로 한 사칙 연산 기능을 가진 클래스를 만들어 보았다.

 

책 내용은 엄청 긴데 설명은 10분만에 끝이네요 ;;;