[Python] 클래스 (Class)

클래스

객체를 만들기 위해 사용하는 '틀'

붕어빵 먹고 싶다

• 파이썬의 클래스 개념은 C++에서의 클래스와 다를게 없다. 따라서 클래스 개념은 다음 게시글을 참고하자.

[C++] 객체, 인스턴스, 클래스

 

클래스 정의

• 클래스는 class 키워드를 이용하여 생성한다.

class 클래스명:
    실행코드

 

함수가 있는 클래스

• 클래스 내에 함수를 또 다른 말로 메서드(Method)라고 한다.
• 클래스 내에 메서드를 구현하는 방식은 다음과 같다.

class 클래스명:
    def 함수명(self, 매개변수):
        self.변수1 = 값1
        self.변수2 = 값2
        ...
        return 반환값

 

예제

class math:
    def addNum(self, a, b):
        self.a = a
        self.b = b
        return a + b
    
a = math()    # a 인스턴스 생성하기
result = a.addNum(10, 20)    # 함수 호출하기
print(result)

30

• 인스턴스(실체화된 객체)를 생성한 후, 온점(.) 표시 뒤에 메서드와 매개변수를 입력하면 클래스의 메서드를 호출하여 사용할 수 있다.

 

self ?

• 위 메서드에서 매개변수로 self를 적었지만, 호출할 때는 self에 해당하는 매개변수를 입력하지 않았다.
• self는 객체 자신을 의미하며, 파이썬에서는 메서드를 호출할 때 이를 호출한 객체 자신을 매개변수로 전달한다.
• 이것은 파이썬의 독특한 특징으로 반드시 명시적으로 구현한다.

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생성자 (Constructor)

• 생성자는 객체가 생성될 때 자동으로 호출되어 객체 변수(혹은 속성<attribute>이라고 함)들을 초기화하는 메서드이다.
• 생성자와 같이 __(밑줄 2개)로 이루어진 메서드를 매직 메서드(Magic Method) 혹은 스페셜 메서드(Special Method)라고 하며, 파이썬이 자동으로 호출한다.
• 생성자가 없는 경우에는 인스턴스를 생성하더라도 메서드를 호출해야 객체 변수를 초기화할 수 있다.
• 생성자를 구현하면 인스턴스를 생성함과 동시에 값을 미리 정하기를 원하는 변수를 초기화할 수 있다.

생성자 기본 구조

class 클래스명:
    def __init__(self, a, b, ...):
        self.a = a
        self.b = b
        ...

• init에 언더스코어(_)가 앞, 뒤로 2개씩 붙어있다.
• 초기화하고자 하는 변수를 매개변수로 설정한다.

 

생성자 이용하여 변수 초기화

class math:
    def __init__(self, a, b):
        self.a = a
        self.b = b
    def addNum(self):
        return self.a + self.b
    
inst = math(10, 20)
print(f"inst.a = {inst.a}, inst.b = {inst.b}")
result = inst.addNum()
print(f"result = {result}")

inst.a = 10, inst.b = 20
result = 30

• 인스턴스를 생성하면서 동시에 변수를 초기화한다.
• addNum에 매개변수를 전달하지 않아도 처음에 초기화한 객체 변수가 그대로 전달되어 결과가 나옴을 알 수 있다.
• 만약 생성자를 구현했음에도 변수를 초기화하지 않으면 다음과 같이 오류가 발생한다.

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클래스 상속

• 파이썬 또한 클래스의 기본 특징인 상속이 당연히 가능하다.
• 하위 클래스가 상위 클래스의 기능을 물려받는다.
• 클래스 상속은 다음과 같이 구현한다.

class 하위클래스(상위클래스)

 

상속 예제

class math:
    def __init__(self, a, b):
        self.a = a
        self.b = b
    def addNum(self):
        return self.a + self.b

class Num(math):
    def printNum(self):
        print(f"a = {self.a}, b = {self.b}")
    def printResult(self):
        print(f"result = {self.addNum()}")

inst = Num(10, 20)

print(f"a = {inst.a}, b = {inst.b}")
inst.printNum()

print("-------------------------")

print(f"result = {inst.addNum()}")
inst.printResult()

a = 10, b = 20
a = 10, b = 20
------------
result = 30
result = 30

• 상위 클래스 math는 변수를 생성하고, 숫자를 더하는 함수를 포함한다.
• 하위 클래스 Num은 math의 기능을 물려받으며, 별도로 숫자 및 연산 결과를 출력하는 기능 또한 갖는다.

 

오버라이딩 (overriding)

• 하위 클래스는 상위 클래스의 기능을 물려받지만, 이를 수정하는 것이 가능하다.

class math:
    def __init__(self, a, b):
        self.a = a
        self.b = b
    def addNum(self):
        return self.a + self.b

class Num(math):
    def addNum(self):
        return 2 * (self.a + self.b)	# 더한 값에 2배를 반환하도록 수정(오버라이딩)

inst = Num(10, 20)
print(f"result = {inst.addNum()}")

result = 60

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클래스 변수

• 생성자나 메서드로 생성하는 변수가 아니라 클래스 안에서 선언하여 생성하는 변수이다.
• 클래스를 통해 여러 개의 인스턴스를 만들더라도 클래스의 함수는 공유하여 사용하듯이, 클래스 변수 또한 인스턴스들끼리 공유된다.

class Num:
    commonNum = 10

num1 = Num()
num2 = Num()

print(f"num1의 commonNum = {num1.commonNum}, num2의 commonNum = {num2.commonNum}")
print("--------------------------------------------------")

# Num 클래스의 commonNum을 수정
Num.commonNum = 20
print(f"num1의 commonNum = {num1.commonNum}, num2의 commonNum = {num2.commonNum}")

num1의 commonNum = 10, num2의 commonNum = 10
--------------------------------------------------
num1의 commonNum = 20, num2의 commonNum = 20

 

주의

• 클래스 변수를 수정할 때 "클래스명.클래스변수 = 값"으로 작성해야 한다.
• 만약 "인스턴스명.클래스변수 = 값"으로 작성하면, 이는 클래스변수를 수정하는 것이 아니라 클래스변수의 이름과 동일한 새로운 객체 변수를 생성하는 것이 된다.

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class Num:
    commonNum = 10

num1 = Num()
num2 = Num()

print(f"num1의 commonNum = {num1.commonNum}, num2의 commonNum = {num2.commonNum}")
print("--------------------------------------------------")

# 인스턴스 num1의 commonNum을 수정
num1.commonNum = 20
print(f"num1의 commonNum = {num1.commonNum}, num2의 commonNum = {num2.commonNum}")

num1의 commonNum = 10, num2의 commonNum = 10
--------------------------------------------------
num1의 commonNum = 20, num2의 commonNum = 10

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비공개 변수(비공개 속성)

• 클래스 바깥에서는 접근할 수 없고, 오로지 클래스 내부에서만 접근가능한 변수를 생성할 수 있다.
• __(밑줄 2개)를 이용하여 변수를 정의하면 된다.

 

비공개 변수 접근하기

class private:
    def __init__(self, private_var):
        self.__private_var = private_var

num = private(1000)
print(num.__private_var)

• 비공개로 설정한 변수는 객체에서 바로 접근할 수 없다.
• 해당 변수는 클래스의 메서드를 통해서 접근할 수 있다.

 

메서드로 비공개 변수에 접근하기

class private:
    def __init__(self, private_var):
        self.__private_var = private_var

    def extract(self):
        return self.__private_var

num = private(1000)
print(num.extract())

1000

 

비공개 메서드

class private:
    def __init__(self, private_var):
        self.__private_var = private_var

    def __extract(self):
        return self.__private_var

num = private(1000)
print(num.__extract())

• 메서드 또한 비공개로 설정할 수 있다.

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클래스 변수(클래스 속성)

• 이전에 __init__을 통해 만들었던 변수는 인스턴스(객체)의 변수이며, 클래스만의 변수를 생성할 수 있다.

 

클래스 변수 생성하기

class Money:
    wallet = []	# 클래스 변수 생성
    def put_money(self, money):
        Money.wallet.append(money)	# self가 아닌 클래스명

dollor = Money()
won = Money()

dollor.put_money(10)
won.put_money(10000)

print(dollor.wallet)
print(won.wallet)
print(Money.wallet)

[10, 10000]
[10, 10000]
[10, 10000]

• 클래스 변수는 인스턴스가 모두 공유하므로, 아래와 같은 결과를 얻는다.
• self보다 클래스명을 적어 클래스 변수임을 명시하는 것이 좋다.

 

비공개 클래스 변수

class Money:
    __wallet = []
    def put_money(self, money):
        Money.__wallet.append(money)

    def show(self):
        return Money.__wallet

won = Money()

won.put_money(10000)
won.put_money(20000)

print(won.show())

[10000, 20000]

• 클래스 변수도 __를 이용하여 비공개로 설정할 수 있다.
• 이때도 비공개 클래스 변수에 접근하려면 클래스의 메서드를 이용해야 한다.