파이썬 - 클래스 3

2023 점프 투 파이썬

 

생성자

이번에는 우리가 만든 FourCal 클래스를 다음과 같이 사용해 보자.

>>> a = FourCal()
>>> a.add()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
  File "<stdin>", line 6, in add
AttributeError: 'FourCal' object has no attribute 'first'

FourCal 클래스의 인스턴스 a에 setdata 메서드를 수행하지 않고 add 메서드를 먼저 수행하면 ‘AttributeError: 'FourCal' object has no attribute 'first'’오류가 발생한다. setdata 메서드를 수행해야 객체 a의 객체변수 first와 second가 생성되기 때문이다. 이렇게 객체에 first, second와 같은 초깃값을 설정해야 할 필요가 있을 때는 setdata와 같은 메서드를 호출하여 초깃값을 설정하기보다 생성자를 구현하는 것이 안전한 방법이다.

생성자(constructor)란 객체가 생성될 때 자동으로 호출되는 메서드를 의미한다. 파이썬 메서드명으로 __init__를 사용하면 이 메서드는 생성자가 된다.

다음과 같이 FourCal 클래스에 생성자를 추가해 보자.

__init__ 메서드의 init 앞뒤로 붙은 __는 밑줄(_) 2개를 붙여 쓴 것이다.

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

새롭게 추가된 생성자 __init__ 메서드만 따로 떼어 내서 살펴보자.

def __init__(self, first, second):
    self.first = first
    self.second = second

__init__ 메서드는 setdata 메서드와 이름만 다르고 모든 게 동일하다. 단, 메서드 이름을 __init__로 했기 때문에 생성자로 인식되어 객체가 생성되는 시점에 자동으로 호출된다는 차이가 있다.

이제 다음처럼 a 객체를 생성해 보자.

>>> a = FourCal()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
TypeError: __init__() missing 2 required positional arguments: 'first' and 'second'

a = FourCal()을 수행할 때 생성자 __init__가 호출되어 위와 같은 오류가 발생했다. 오류가 발생한 이유는 생성자의 매개변수 first와 second에 해당하는 값이 전달되지 않았기 때문이다.

이 오류를 해결하려면 다음처럼 first와 second에 해당하는 값을 전달하여 객체를 생성해야 한다.

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

위와 같이 수행하면 __init__ 메서드의 매개변수에는 각각 다음과 같은 값이 전달된다.

매개변수값

self	생성되는 객체
first	4
second	2

__init__ 메서드도 다른 메서드와 마찬가지로 첫 번째 매개변수 self에 생성되는 객체가 자동으로 전달된다는 점을 기억하자.

따라서 __init__ 메서드가 호출되면 setdata 메서드를 호출했을 때와 마찬가지로 first와 second라는 객체변수가 생성될 것이다.

다음과 같이 객체변수의 값을 확인해 보자.

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

add나 div 등과 같은 메서드도 잘 동작하는지 확인해 보자.

>>> a = FourCal(4, 2)
>>> a.add()
6
>>> a.div()
2.0

이상 없이 잘 동작하는 것을 확인할 수 있다.

클래스의 상속

상속(Inheritance)이란 ‘물려받다’라는 뜻으로, ‘재산을 상속받다’라고 할 때의 상속과 같은 의미이다. 클래스에도 이 개념을 적용할 수 있다. 어떤 클래스를 만들 때 다른 클래스의 기능을 물려받을 수 있게 만드는 것이다. 이번에는 상속 개념을 사용하여 우리가 만든 FourCal 클래스에 �� 값을 구할 수 있는 기능을 추가해 보자.

앞에서 FourCal 클래스는 이미 만들어 놓았으므로 FourCal 클래스를 상속하는 MoreFourCal 클래스는 다음과 같이 간단하게 만들 수 있다.

>>> class MoreFourCal(FourCal):
...     pass

클래스를 상속하기 위해서는 다음처럼 클래스 이름 뒤 괄호 안에 상속할 클래스 이름을 넣어주면 된다.

class 클래스_이름(상속할_클래스_이름)

MoreFourCal 클래스는 FourCal 클래스를 상속했으므로 FourCal 클래스의 모든 기능을 사용할 수 있다.

다음과 같이 확인해 보자.

>>> a = MoreFourCal(4, 2)
>>> a.add()
6
>>> a.mul()
8
>>> a.sub()
2
>>> a.div()
2

상속받은 FourCal 클래스의 기능을 모두 사용할 수 있다는 것을 확인할 수 있다.

점프 투 파이썬상속 기능은 왜 쓰는 걸까?

보통 상속은 기존 클래스를 변경하지 않고 기능을 추가하거나 기존 기능을 변경하려고 할 때 사용한다. ‘클래스에 기능을 추가하고 싶으면 기존 클래스를 수정하면 되는데 왜 굳이 상속을 받아서 처리해야 하지?’라는 의문이 들 수도 있다. 하지만 기존 클래스가 라이브러리 형태로 제공되거나 수정이 허용되지 않는 상황이라면 상속을 사용해야 한다.

이제 원래 목적인 ��을 계산하는 MoreFourCal 클래스를 만들어 보자.

>>> class MoreFourCal(FourCal):
...     def pow(self):
...         result = self.first ** self.second
...         return result

pass 문장은 삭제하고 위와 같이 두 수의 거듭제곱을 구할 수 있는 pow 메서드를 추가했다. 그리고 다음과 같이 pow 메서드를 수행해 보자.

>>> a = MoreFourCal(4, 2)
>>> a.pow()
16
>>> a.add()
6

MoreFourCal 클래스로 만든 a 객체에 값 4와 2를 지정한 후 pow 메서드를 호출하면 4의 2제곱(42)인 16을 리턴하는 것을 확인할 수 있다. 상속받은 기능인 add 메서드도 잘 동작한다.

상속은 MoreFourCal 클래스처럼 기존 클래스(FourCal)는 그대로 놔둔 채 클래스의 기능을 확장할 때 주로 사용한다.

메서드 오버라이딩

이번에는 FourCal 클래스를 다음과 같이 실행해 보자.

>>> a = FourCal(4, 0)
>>> a.div()
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
    result = self.first / self.second
ZeroDivisionError: division by zero

FourCal 클래스의 객체 a에 값 4와 0을 지정하고 div 메서드를 호출하면 4를 0으로 나누려고 하므로 ZeroDivisionError 오류가 발생한다. 0으로 나눌 때 오류가 아닌 값 0을 리턴받고 싶다면 어떻게 해야 할까?

다음과 같이 FourCal 클래스를 상속하는 SafeFourCal 클래스를 만들어 보자.

>>> class SafeFourCal(FourCal):
...     def div(self):
...         if self.second == 0:  # 나누는 값이 0인 경우 0을 리턴하도록 수정
...             return 0
...         else:
...             return self.first / self.second

FourCal 클래스에 있는 div 메서드를 동일한 이름으로 다시 작성했다. 이렇게 부모 클래스(상속한 클래스)에 있는 메서드를 동일한 이름으로 다시 만드는 것을 메서드 오버라이딩(method overriding)이라고 한다. 이렇게 메서드를 오버라이딩하면 부모 클래스의 메서드 대신 오버라이딩한 메서드가 호출된다.

SafeFourCal 클래스에 오버라이딩한 div 메서드는 나누는 값이 0인 경우에는 0을 리턴하도록 수정했다. 이제 다시 앞에서 수행한 예제를 FourCal 클래스 대신 SafeFourCal 클래스를 사용하여 수행해 보자.

>>> a = SafeFourCal(4, 0)
>>> a.div()
0

FourCal 클래스와 달리 ZeroDivisionError가 발생하지 않고 의도한 대로 0이 리턴되는 것을 확인할 수 있다.

클래스변수

객체변수는 다른 객체들의 영향을 받지 않고 독립적으로 그 값을 유지한다는 점을 이미 알아보았다. 이번에는 객체변수와는 성격이 다른 클래스변수에 대해 알아보자.

다음 클래스를 작성해 보자.

>>> class Family:
...     lastname = "김"

Family 클래스에 선언한 lastname이 바로 클래스변수이다. 클래스변수는 클래스 안에 함수를 선언하는 것과 마찬가지로 클래스 안에 변수를 선언하여 생성한다.

이제 Family 클래스를 다음과 같이 사용해 보자.

>>> Family.lastname
김

클래스변수는 위 예와 같이 클래스_이름.클래스변수로 사용할 수 있다.

또는 다음과 같이 Family 클래스로 만든 객체를 이용해도 클래스변수를 사용할 수 있다.

>>> a = Family()
>>> b = Family()
>>> a.lastname
김
>>> b.lastname
김

만약 Family 클래스의 lastname을 "박"이라는 문자열로 바꾸면 어떻게 될까? 다음과 같이 확인해 보자.

>>> Family.lastname = "박"
>>> a.lastname
박
>>> b.lastname
박

클래스변수의 값을 변경했더니 클래스로 만든 객체의 lastname 값도 모두 변경된다는 것을 확인할 수 있다. 즉, 클래스변수는 객체변수와 달리 클래스로 만든 모든 객체에 공유된다는 특징이 있다.

클래스변수를 가장 늦게 설명하는 이유는 클래스에서 객체변수가 클래스변수보다 훨씬 중요하기 때문이다. 실무에서 프로그래밍할 때도 클래스변수보다 객체변수를 사용하는 비율이 훨씬 높다.

점프 투 파이썬클래스변수와 동일한 이름의 객체변수를 생성하면?

위의 예제에서 a.lastname을 다음처럼 변경하면 어떻게 될까?

>>> a.lastname = "최"
>>> a.lastname
최

이렇게 하면 Family 클래스의 lastname이 바뀌는 것이 아니라 a 객체에 lastname이라는 객체변수가 새롭게 생성된다. 즉, 객체변수는 클래스변수와 동일한 이름으로 생성할 수 있다.

a.lastname 객체변수를 생성하더라도 Family 클래스의 lastname과는 상관없다는 것을 다음과 같이 확인할 수 있다.

>>> Family.lastname
박
>>> b.lastname
박

Family 클래스의 lastname 값은 변하지 않았다.

 

점점 더 어려워지는 느낌 ^^