[파이썬] 객체 지향 프로그래밍 / 클래스 / 메서드

2023.02.20 코드잇 학습내용 정리

 

🔎 객체 지향 프로그래밍 

📖 객체 (object)

속성과 행동으로 이루어진 존재

우리가 살아가면서 보는 모든 존재

현실에 존재하든, 가상으로 존재하든 상관없이 속성과 행동을 떠올릴 수 있다면 모두 객체라고 할 수 있음

자동차
속성 : 색상, 크기, 좌석수, ...
행동 : 시동을 걸다, 엑셀을 밝으면 앞으로 나간다, 브레이크를 밟으면 멈춘다, ...

인스타그램 유저
속성 : 이메일 주소, 비밀번호, 친구 목록, ...
행동 : 좋아요, 팔로우, ...

 

프로그래밍에서 속성은 변수로 행동은 메소드(함수)로 정의됨

 

📖 객체지향 프로그래밍이란

프로그램을 여러 개의 독립된 객체들과 그 객체들 간의 상호작용으로 파악하는 프로그래밍 접근법

(프로그램을 객체지향적으로 설계했다. = 모델링했다. 라고 표현)

 

객체지향 프로그래밍으로 프로그램을 만들려면 

1. 프로그램에 어떤 객체들이 필요할지 정한다.

2. 객체들의 속성과 행동을 정한다.

3. 객체들이 서로 어떻게 소통할지 정한다. 

 

< 객체지향 프로그램 만들기의 간단한 예 : 총게임 만들기 >

1. '총게임'에 어떤 객체들이 필요할지 정한다.
객체 : 게임 캐릭터 객체, 총 객체, 총알 객체

2. 각 객체들의 속성과 행동을 정한다.
게임 캐릭터 객체 
속성 : ID 현재 사용 중인 총 체력 목숨
행동 : 총을 발사한다 달린다 체력이 0이 되면 죽는다
총 객체
속성 : 모델명 무게 장전된 총알 개수
행동 : 총알을 발사한다. 
총알 객체
속성 : 공격력
행동 : 총알을 맞은 캐릭터의 체력을 공격력만큼 깎는다.

3. 객체들이 서로 어떻게 소통할지 정한다.
게임 캐릭터가 총을 발사 → 총에 장전된 총알 개수가 1개 줄어든다 → 총알을 맞은 캐릭터의 체력이 총알의 공격력 만큼 깎인다 → 게임 캐릭터의 체력이 0이 되면 죽는다. 

 

📖 클래스와 인스턴스

인스타그램을 예로 들어서 설명하면, 인스타그램의 사용자 각각은 모두 이메일 주소, 비밀번호, 팔로워, 팔로우 등 공통된 속성과 행동을 가지고 있음.(내부의 존재하는 값은 다름) 이렇게 공통된 속성과 행동들을 객체의 '틀'이라고 하면, '틀'로 만든 결과물을 '클래스'라고 함. 그리고 이러한 클래스로 '객체'를 만들 수 있음. 여기서 객체는 인스턴스라고도 함. 

 

▼▼▼ 클래스와 인스턴스 정의하기

클래스 정의
class 클래스 이름  
      클래스의 내용(속성, 행동)

단, 클래스 이름의 첫 글자는 항상 대문자로 시작할 것 - 파이썬 규칙

인스턴스 생성
인스턴스 이름1 = 클래스 이름() 
인스턴스 이름2 = 클래스 이름()
인스턴스 이름3 = 클래스 이름()

 

📖 인스턴스 변수

인스턴스가 가지고 있는 속성을 인스턴스 변수라고 함

인스턴스 변수 정의하기
인스턴스 이름.속성 이름(인스턴수 변수) = "속성에 넣을 값"

예. 
user1.name = "김대위"
user1.email = "captin@korea.ke"
user1.password = "12345"

user2.name = "김기영"
...

user3.name = "심지원"
...

위에서 name, email, password 각 인스턴스의 변수

인스턴스 변수 사용하기
인스턴스 이름.인스턴스 변수 이름
print(user1.email)
print(user2.password)

# 추가하지 않은 인스턴스의 변수를 실행하면? error 발생
# 인스턴스 변수를 사용하려면 사용하기 전에 꼭 정의해야 함

 

▼▼▼ 클래스와 인스턴스, 인스턴스 변수 정의하기 코드 작성 예

 

📖 인스턴스 메소드

위에서 인스턴스의 속성을 변수로 나타냈다면, 행동은 함수로 나타냄

클래스 안에 함수를 정의하는 것은 객체의 행동을 정의하는 것이며, 객체의 행동을 나타내는 함수를 메소드라고 함

 

메소드의 종류 : 인스턴스 메소드, 클래스 메소드, 정적 메소드

 

이러한 메소드 중 인스턴스 메소드란 인스턴스 변수를 사용하거나, 인스턴스 변수에 값을 설정하는 메소드

 

▼▼▼ 인스턴스 변수를 사용하는 인스턴스 메소드 예 (say_hello)

say_hello 함수는 인스턴스 변수 name을 사용하는 함수

 

⚙ 인스턴스 메소드 사용법

1. 클래스로 호출하는 방법

클래스 이름.메소드이름(인스턴스)

 

2. 인스턴스로 호출하는 방법

인스턴스 이름.메소드()

인스턴스로 인스턴스 메소드를 호출하면 인스턴스가 메소드의 첫번째 파라미터로 자동 전달

→ 인스턴스 메소드를 정의할 때는 항상 첫번째 파라미터로 인스턴스를 받기 위한 파라미터로 써야 함

 

▼▼▼ 인스턴스 메소드 호출 코드

 

인스턴스 메소드의 특별한 규칙

인스턴스 메소드의 첫번째 파라미터 이름은 self로 작성

 

인스턴스 메소드의 파라미터와 인스턴스 변수의 이름은 같아도 상관없음

이렇게 작성하는 것이 일반적

 

문제풀이. 인스턴스 변수를 한 번에 설정하는 인스턴스 메소드(initialize) 작성

 

위의 문제에서 initailize 메소드에 대하여 user1, user2와 user3, user4의 파라미터가 다른 이유

- user1과 user2는 파라미터를 3개, user3와 user4는 파라미터 4개

user1과 user2는 인스턴스를 통해서 인스턴스 메소드를 호출하고 있음. 따라서 첫번째 파라미터인 self로 인스턴스 user1이 자동으로 넘어감. 그래서 initialize 메소드를 호출할 때 user1 인스턴스를 직접 넘겨주지 않아도 됨

 

반면 user3와 user4는 클래스를 통해서 인스턴스 메소드를 호출. 클래스를 통해 호출할 경우 첫번째 파라미터로 인스턴스가 자동으로 전달되지 않기 때문에 user3/user4 인스턴스를 첫번째 파라미터로 직접 넘겨줘야 함

 

📖 특수 메소드

magic method = special method = 특수 메소드 = 던더 메소드라고 함

이들은 특정 상황에서 자동으로 호출되는 메소드로 메소드의 이름 앞 뒤에 언더바 2개가 있는 메소드

 

⚙  __init__ 메소드 : 인스턴스가 생성될 때 자동으로 호출

 

__init__ 메소드를 사용하면 아래와 같이 길었던 코드를 간단하게 작성할 수 있음

 

▼▼▼ __init__ 메소드 사용 전

 

▼▼▼ __init__ 메소드 사용 후

 

 

 

문제풀이. 팔로우 기능 동작 메소드 작성하기

 

⚙ __str__ 메소드

인스턴스 출력 시 원하는 정보가 나오게 하고 싶을 때 사용

 

▼▼▼ __str__ 메소드 사용 전

 

▼▼▼ __str__ 메소드 사용 후

 

📖 클래스 변수 

인스턴스 자신만의 속성 → 인스턴스 변수

여러 인스터스들이 공유하는 속성 → 클래스 변수

 

클래스 변수란, 같은 클래스의 인스턴스들이 공유하는 값을 말함

 

어느 sns의 User 클래스에서 유저의 총합은 모든 인스턴스들이 공유하는 값으로 클래스 변수라고 할 수 있음

아래 사진에서는 count가 클래스 변수, 총 유저의 수로 클래스 변수로 지정

 

클래스 변수는 클래스 정의 부분 아래 지정

 

클래스 변수의 값을 읽거나 설정하는 방법

1. 클래스 이름. 클래스 변수 이름

2. 인스턴스 이름. 클래스 변수 이름 

    단, 클래스 변수에 값을 지정할 때는 인스턴스 이름이 아닌 클래스 이름(1번)으로 지정할 것

    WHY? 인스턴스 이름으로 지정할 경우, 클래스 변수와 이름이 같은 인스턴스 변수로 새롭게 지정되기 때문

 

📖 데코레이터 (decorator) 함수

어떤 함수를 꾸며서 새로운 함수로 만들 때 사용

파라미터로 어떤 함수를 받아서, 또 다른 꾸며진 새로운 함수로 return 하는 것

 

데코레이터 함수를 쓰려면 @데코레이터 함수이름을 달아주면 됨

 

📖 클래스 메소드

인스턴스 변수의 값을 읽거나 설정하는 메소드 → 인스턴스 메소드

클래스 변수의 값을 읽거나 설정하는 메소드 → 클래스 메소드

 

작성방법 
@classmethode
def 클래스 메소드 이름(cls):
      실행문

 

클래스 메소드 규칙 

1. 첫 번째 파라미터로 클래스가 자동 전달

2. 그리고 클래스를 cls라는 파라미터로 전달받음

 

 

클래스 메소드 실행
클래스 이름.클래스 메소드 이름()
혹은
인스턴스 이름.클래스 메소드 이름()
※ 두 가지 경우 모두 파라미터()를 비워둠.
클래스 메소드의 경우 자동으로 첫번째 파라미터로 클래스를 자동 전달하기 때문
클래스가 자동 전달되는 이유는 클래스 메소드 데코레이터로 클래스 메소드를 만들어줬기 때문

 

 

메소드를 생성할 때
인스턴스 변수를 쓴다면 인스턴스 메소드를,
클래스 변수를 쓴다면 클래스 메소드를 만들어야 함.

만약,
클래스 변수와 인스턴스 변수를 둘 다 쓰는 경우에는 어떤 메소드를 생성해야 할까?
→ 인스턴스 메소드로 만들 것
→ 인스턴스 메소드에서는 클래스 변수를 가져올 수 있지만, 클래스 메소드는 인스턴스 변수를 가져올 수 없기 때문

만약, 인스턴스가 없어도 필요한 정보가 있다면?

→ 클래스 메소드

→ 인스턴스가 하나도 없더라도 사용할 가능성이 있다면 클래스 메소드로 만들어야 함

 

▼▼▼ 클래스 메소드 없이도 인스턴스 메소드를 사용하여 클래스 변수를 불러올 수 있음

 

▼▼▼ 인스턴스가 하나도 없더라도 사용할 가능성이 있다면 클래스 메소드로 만들어야 함

 

문제풀이. 유저 인스턴스 생성에 필요한 정보다 문자열일 경우, 리스트일 경우 인스턴스 생성하기

 

📖 정적 메소드(static method)

인스턴스 변수, 클래스 변수를 전혀 다루지 않는 메소드

 

메소드 정의 위에 @staticmethod 데코레이터를 표시해야 함

정적 메소드는 인스턴스 메소드의 self나 클래스 메소드의 cls처럼 자동으로 전달되는 파라미터가 없음

정적 메소드는 인스턴스, 클래스 두 가지 모두를 통해 사용할 수 있음

 

인스턴스 변수나 클래스 변수 중 아무것도 사용하지 않을 메소드일 경우 정적 메소드를 만들어 사용하면 됨.

즉, 어떤 속성을 다루지 않고, 단지 기능(행동)적인 역할만 하는 메소드를 정의할 때 정적 메소드로 정의