[파이썬] 클래스와 객체 / 생성자(__init__) / 클래스의 상속, 오버라이딩

1. 클래스와 객체

• 클래스는 객체의 구조와 행동을 정의한다
• 객체의 클래스는 초기화를 통해 제어한다. (__init__)
• 객체지향 프로그래밍, 복잡한 문제를 간단하게 해결할 있다는 장점 존재

1.1 파이썬에서 보는 클래스와 객체의 형태

class Cookie:
    pass

• 이 클래스는 아무 기능을 갖고 있지 않은 껍데기뿐인 클래스

a = Cookie()
b = Cookie()

•  Cookie클래스의 객체를 만드는 방법은 위와 같다.
• Cookie()의 결괏값을 받는 a와 b가 바로 객체가 된다.

 

1.2 사칙연산 클래스 만들어보기

클래스를 만들기 전에는, 어떤 구조로 만들지 생각을 우선적으로 하는게 좋다. 

• a = FourCal()
• a.setdata(4,2)
• print(a.add()) --> 결과: 6
• print(a.mul()) --> 결과: 8

우리는 이렇게 a라는 객체를 생성하고, 데이터를 저렇게 넣을 것이며, 원하는 결과는 위와 같이 출력되게 만들고자 한다. 이렇게 먼저 어떤 형태로 클래스를 구축해야하는지 구조 먼저 머릿속에 떠올리고 클래스를 형성하는 것이 도움이 된다고 한다.

1.2.1 클래스 구조 만들기

a = FourCal() 이라고 a라는 객체를 생성하고자 한다. 따라서 클래스는 아래와 같이 정의한다.

class FourCal:
	pass

여기서 참고!! 객체와 인스턴스의 차이 알아보기

• 인스턴스 : 클래스로 만든 객체
• 즉, a = FourCal()일 때
  • a는 객체이자, FourCal() 클래스의 인스턴스 라고 불린다.

1.2.2 객체에 숫자 지정할 수 있게 만들기

a.setdata(4,2) 해당 과정을 만들고자 한다. a라는 객체에 (4,2) 라고 숫자를 지정할 수 있도록 만들고자 한다.

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

setdata 함수를 만들었다. 이렇게 클래스 안에 구현된 함수를 '메서드'라고 말한다. 여기서 매개변수를 self, first, second 세개를 받는데, self는 무엇일까? 그리고 일반적으로 매개변수가 3개이면, 3개의 수를 전달해주어야 한다. 하지만 우리는 setdata(4,3) 이렇게 두개의 수만 전달해 주었다.

• self
  • 클래스에서 self는 객체 자신을 불러오도록 설정되어있다.
  • 따라서 해당 a.setdata(4,2)를 수행하면, self에는 객체 자기자신인 'a'가 자동으로 전달된다.

참고) 위키독스 점프 투 파이썬

 

1.2.3 더하기 기능 만들기

이제 a.add()를 했을 때 입력 됐던 두 수가 더해지는 메서드를 클래스에 추가해주어야 한다. a는 현재 FourCal의 인스턴스이며, first 변수에 4가, second 변수에 2가 들어가 있는 상태이다.

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

add 메서드를 새롭게 추가했다. a.setdata(4,2)로 first 와 second의 변수를 초기화 시켜준 후, a.add()매서드를 진행시켜주면 자동으로 self 부분에 a 라는 객체가 넘어가게 되면서 add기능에서 first와 second에 알맞은 변수가 지정되고 덧셈을 수행하게 된다.

 

1.2.4 나머지 사칙연산 메서드 작성하기

 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

이렇게 하게 되면 사칙연산 클래스 ForCal 을 완성하게 된다.

 

2. 생성자 (Constructor)

우리는 setdata라는 매서드를 클래스 내부에 새롭게 만들어 주면서 수를 지정해 주었다. 이렇게 하다 보면, FourCal 클래스는 setdata 메서드를 수행하지 않으면 오류가 발생한다.

a = FourCal()
a.add()

이렇게 진행하게 될 경우, 아래와 같은 오류가 출력된다.

꼭 setdata 메서드를 수행해야만 first 와 second 변수가 생성되기 때문이다. 

생성자가 필요한 이유?

이렇게 객체에 초깃값을 설정해야할 필요가 있을 경우에는 setdata처럼 메서드를 호출하여 초깃값을 생성하는 것보다는 '생성자'를 구현하는 것이 더 효율적이라고 한다. 생성자란, 객체가 생성될 때 자동으로 호출되는 메서드를 의미한다.

생성자 메서드의 이름은 __init__ 이다.  사칙연산 FourCal클래스에 생성자를 추가해보자!

 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

• __init__ 메서드는 setdata 메서드와 차이가 없어 보이지만, __init__ 메서드는 따로 호출해주지 않아도 생성자로 인식되어 객체가 생성되는 시점에 자동으로 호출된다는 점에서 차이가 존재한다.

이렇게 __init__생성자가 작성이 되었다면 아래와 같이 객체를 생성하고, 자동으로 first/second 변수로 숫자가 전달된다.

a = FourCal(4,2)

• 하지만 이전처럼 a = FourCal() 라고만 객체를 생성하게 된다면, first와 second에 들어갈 변수가 지정되지 않았기 때문에 오류가 발생한다. 객체 생성과 동시에 __init__ 메서드가 호출됨을 기억하며 __init__ 메서드 매개변수에 맞는 변수를 지정해서 객체를 생성해주도록 하자.

 

3. 클래스의 상속

상속이란, 어떤 클래스를 만들 때 다른 클래스의 기능을 물려받을 수 있게 하는 기능이다.  보통 상속은 기존 클래스를 변경하지 않고 기능을 추가하거나 기존 기능을 변경하려고 사용한다.  앞서 만든 FourCal 클래스를 상속하는 MoreFourCal 클래스를 만들어보자. 만드는 방법은 간단하다

class MoreFourCal(FourCal):
	pass

• class 클래스이름 (상속할 클래스이름) 으로 생성할 수 있다.
• MoreFourCal은 FourCal 클래스를 상속받았으므로, FourCal 내부에 있는 모든 add, mul, sub, div 기능을 수행할 수있다.

a = MoreFourCal(4,2)
a.add()
##결괏값 =>  6

 

3.1 a의 b제곱을 계산하는 MoreFourCal 클래스를 구현해보자.

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

a = MoreFourCal(4,2)
a.pow()

##결괏값 ==> 16

FourCal 클래스를 상속받았으므로 따로 생성자가 필요하지 않다. FourCal 클래스 내부에있는 생성자를 상속받아 사용하기 때문이다. 따라서 FourCal 내부에 있는 기능은 물론 MoreFourCal 내부에 있는 메서드까지 수행 가능한 형태의 클래스가 되는 것이다.

 

4. 메서드 오버라이딩 (overriding) 

 a = FourCal(4, 0)
 a.div()

위 코드를 실행하면 오류가 발생한다. 그 이유는 4를 0으로 나누려고 하기 때문에 오류가 나는 것이다. 이처럼 오류가 나는 코드를 기본 클래스를 건들이지 않고 수정할 수 있는 방법은 무엇이 있을까?

바로 메서드 오버라이딩을 활용하면 된다. 메서드 오버라이딩은 말그대로 덮어쓰기라는 기능이라는 뜻이며, 상속을 활용하여 사용할 수 있다.

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

SafeFourCal 은 FourCal을 부모클래스로 갖고 부모클래스의 메서드를 상속받는다. 하지만 코드를 훑어보면 FourCal 내부에 있는 div 메서드와 동일한 이름의 메서드를 가지고 있지 않은가? 이런것을 메서드 오버라이딩이라고 한다. (부모 클래스 내부에 있는 메서드와 동일한 메서드를 갖는 자식 클래스)

이럴 때에는, 부모 클래스에 있는 div 메서드가 아닌 자식클래스에 있는 div 메서드가 자동으로 실행된다.

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

 

 

참고) https://wikidocs.net/28

위키독스

참고) https://wikidocs.net/16071

위키독스

참고) https://zzsza.github.io/development/2020/07/05/python-class/

파이썬 중급 - Python Class 예제 및 사용법