[Python] 클래스 (1)

클래스 사용하기

 ​클래스는 객체를 표현하기 위한 문법이다.  프로그래밍에서는 현실 세계에 있는 개념들뿐만 아니라 컴퓨터 안에서만 쓰이는 개념들도 클래스로 만들어서 표현한다.

 특정한 개념이나 모양으로 존재하는 것을 객체(object)라고 부른다. 그리고 프로그래밍으로 객체를 만들 때 사용하는 것이 클래스이다. 데이터를 클래스의 속성(attribute)이라 부르고, 기능을 메서드(method)라고 부른다.

이러한 프로그래밍 방법을 객체지향(object oriented) 프로그래밍이라고 한다. 객체지향 프로그래밍은 복잡한 문제를 잘게 나누어 객체로 만들고, 객체를 조합해서 문제를 해결한다. 따라서 현실 세계의 복잡한 문제를 처리하는데 유용하며 기능을 개선하고 발전시킬 때도 해당 클래스만 수정하면 되므로 유지 보수에도 효율적이다.

 

클래스와 메서드 만들기

클래스는 class에 클래스 이름을 지정하고 :(콜론)을 붙인 뒤 다음 줄부터 def로 메서드를 작성하면 된다. 여기서 메서드는 클래스 안에 들어있는 함수를 뜻한다.

클래스 이름을 짓는 방법은 변수와 같다. 보통 파이썬에서는 클래스의 이름은 대문자로 시작한다. 그리고 메서드 작성 방법은 함수와 같으며 코드는 반드시 들여쓰기를 해야 한다.(들여쓰기 규칙은 if, for, while과 같다) 특히 메서드의 첫 번째 매개변수는 반드시 self를 지정해야 한다.

class 클래스이름:
    def 메서드(self):
        코드

• 인스턴스 = 클래스()

클래스는 특정 개념을 표현만 할뿐 사용을 하려면 인스턴스를 생성해야 한다.

 

메서드 호출하기

메서드는 클래스가 아니라 인스턴스를 통해 호출한다. 다음과 같이 인스턴스 뒤에 .(점)을 붙이고 메서드를 호출하면 된다.

• 인스턴스.메서드()

인스턴스를 통해 호출하는 메서드를 인스턴스 메서드라고 부른다.

 

파이썬에서 흔히 볼 수 있는 클래스

지금까지 사용한 int, list, dict 등도 사실 클래스이다.

>>> a = int(10)
>>> a
10
>>> b = list(range(10))
>>> b
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
>>> c = dict(x=10, y=20)
>>> c
{'x': 10, 'y': 20}

int 클래스에 10을 넣어서 인스턴스 a를 만들었다. 마찬가지로 list 클래스에 range(10)을 넣어서 인스턴스 b를 만들고, dict 클래스에 x=10, y=20을 넣어서 인스턴스 c를 만들었다. 잘 보면 Person으로 인스턴스를 만드는 방법과 똑같다.

물론 정수는 매우 자주 사용하므로 int를 생략하고 10을 바로 넣는다. 그리고 리스트와 딕셔너리도 자주 사용하므로 축약된 문법인 [ ]과 { }를 제공하지만 클래스인 것은 같다.

인스턴스 b에서 메서드 append를 호출해서 값을 추가한다. 이 부분도 지금까지 메서드를 만들고 사용한 것과 같은 방식이다.

>>> b = list(range(10))
>>> b.append(20)
>>> b
[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 20]

즉, 파이썬에서는 자료형도 클래스이다. 다음과 같이 type을 사용하면 객체(인스턴스)가 어떤 클래스인지 확인할 수 있다.

• type(객체)

>>> a = 10
>>> type(a)
<class 'int'>
>>> b = [0, 1, 2]
>>> type(b)
<class 'list'>
>>> c = {'x':10, 'y':20}
>>> type(c)
<class 'dict'>
>>> maria = Person()
>>> type(maria)
<class '__main__.Person'>

 

인스턴스와 객체의 차이점

사실 인스턴스와 객체는 같은 것을 뜻한다. 보통 객체만 지칭할 때는 그냥 객체(object)라고 부른다. 하지만 클래스와 연관지어서 말할 때는 인스턴스(instance)라고 부른다. 그래서 다음과 같이 리스트 변수 a, b가 있으면 a, b는 객체이다. 그리고 a와 b는 list 클래스의 인스턴스이다.

>>> a = list(range(10))
>>> b = list(range(20))

 

메서드 안에서 메서드 호출하기

메서드 안에서 메서드를 호출할 때는 다음과 같이 self.메서드() 형식으로 호출해야 한다. self 없이 메서드 이름만 사용하면 클래스 바깥쪽에 있는 함수를 호출한다는 뜻이 되므로 주의해야 한다.

class Person:
    def greeting(self):
        print('Hello')
 
    def hello(self):
        self.greeting()    # self.메서드() 형식으로 클래스 안의 메서드를 호출
 
james = Person()
james.hello()    # Hello

 

특정 클래스의 인스턴스인지 확인하기

현재 인스턴스가 특정 클래스의 인스턴스인지 확인할 때는 isinstance 함수를 사용합니다. 특정 클래스의 인스턴스가 맞으면 True, 아니면 False를 반환합니다.

• isinstance(인스턴스, 클래스)

>>> class Person:
...     pass
...
>>> james = Person()
>>> isinstance(james, Person)
True

isinstance는 주로 객체의 자료형을 판단할 때 사용한다. 예를 들어 팩토리얼 함수는 1부터 n까지 양의 정수를 차례대로 곱해야 하는데, 실수와 음의 정수는 계산할 수 없다. 이런 경우에 isinstance를 사용하여 숫자(객체)가 정수일 때만 계산하도록 만들 수 있다.

def factorial(n):
    if not isinstance(n, int) or n < 0:    # n이 정수가 아니거나 음수이면 함수를 끝냄
        return None
    if n == 1:
        return 1
    return n * factorial(n - 1)

 

속성 사용하기

속성(attribute)을 만들 때는 __init__ 메서드 안에서 self.속성에 값을 할당한다.

class 클래스이름:
    def __init__(self):
        self.속성 = 값

class Person:
    def __init__(self):
        self.hello = '안녕하세요.'
 
    def greeting(self):
        print(self.hello)
 
james = Person()
james.greeting()    # 안녕하세요.

Person 클래스의 __init__ 메서드에서 self.hello에 '안녕하세요.' 인사말을 넣었다.

class Person:
    def __init__(self):
        self.hello = '안녕하세요.'

__init__ 메서드는 james = Person()처럼 클래스에 ( )(괄호)를 붙여서 인스턴스를 만들 때 호출되는 특별한 메서드이다. 즉, __init__(initialize)이라는 이름 그대로 인스턴스(객체)를 초기화한다.

특히 이렇게 앞 뒤로 __(밑줄 두 개)가 붙은 메서드는 파이썬이 자동으로 호출해주는 메서드인데 스페셜 메서드(special method) 또는 매직 메서드(magic method)라고 부른다. 앞으로 파이썬의 여러 가지 기능을 사용할 때 이 스페셜 메서드를 채우는 식으로 사용하게 된다.

 

greeting 메서드에서는 print로 self.hello를 출력하도록 만들었다.

    def greeting(self):
        print(self.hello)

그다음에 Person 클래스로 인스턴스를 만들고, greeting 메서드를 호출해보면 self.hello에 저장된 '안녕하세요.'가 출력된다.

james = Person()
james.greeting()    # 안녕하세요.

지금까지 __init__ 메서드에서 속성을 만들고 greeting 메서드에서 속성을 사용해봤다. 속성은 __init__ 메서드에서 만든다는 점과 self에 .(점)을 붙인 뒤 값을 할당한다는 점이 중요하다. 클래스 안에서 속성을 사용할 때도 self.hello처럼 self에 점을 붙여서 사용하면 된다.

 

self의 의미

self는 인스턴스 자기 자신을 의미한다. 우리는 인스턴스가 생성될 때 self.hello = '안녕하세요.'처럼 자기 자신에 속성을 추가했다. 여기서 __init__의 매개변수 self에 들어가는 값은 Person()이라 할 수 있다. 그리고 self가 완성된 뒤 james에 할당된다. 이후 메서드를 호출하면 현재 인스턴스가 자동으로 매개변수 self에 들어온다. 그래서 greeting 메서드에서 print(self.hello)처럼 속성을 출력할 수 있었던 것이다.

인스턴스와 self의 관계를 그림으로 나타내면 다음과 같은 모양이 된다.

인스턴스와 self

 

인스턴스를 만들 때 값 받기

다음과 같이 __init__ 메서드에서 self 다음에 값을 받을 매개변수를 지정한다. 그리고 매개변수를 self.속성에 넣어준다.

class 클래스이름:
    def __init__(self, 매개변수1, 매개변수2):
        self.속성1 = 매개변수1
        self.속성2 = 매개변수2

 

class Person:
    def __init__(self, name, age, address):
        self.hello = '안녕하세요.'
        self.name = name
        self.age = age
        self.address = address
 
    def greeting(self):
        print('{0} 저는 {1}입니다.'.format(self.hello, self.name))
 
maria = Person('마리아', 20, '서울시 서초구 반포동')
maria.greeting()    # 안녕하세요. 저는 마리아입니다.
 
print('이름:', maria.name)       # 마리아
print('나이:', maria.age)        # 20
print('주소:', maria.address)    # 서울시 서초구 반포동

실행결과

안녕하세요. 저는 마리아입니다.
이름: 마리아
나이: 20
주소: 서울시 서초구 반포동

__init__ 메서드를 보면 self 다음에 name, age, address를 지정했다. 그리고 메서드 안에서는 self.name = name처럼 매개변수를 그대로 self에 넣어서 속성으로 만들었다.

    def __init__(self, name, age, address):
        self.hello = '안녕하세요.'
        self.name = name
        self.age = age
        self.address = address

greeting 메서드는 인사를 하고 이름을 출력하도록 수정했습니다. 물론 name 속성에 접근할 때는 self.name처럼 사용해야 한다.

    def greeting(self):
        print('{0} 저는 {1}입니다.'.format(self.hello, self.name))

이제 Person의 ( )(괄호) 안에 이름, 나이, 주소를 콤마로 구분해서 넣은 뒤에 변수에 할당한다. 이렇게 하면 이름은 '마리아', 나이는 20, 주소는 '서울시 서초구 반포동'인 maria 인스턴스가 만들어진다.

maria = Person('마리아', 20, '서울시 서초구 반포동')

즉, 다음과 같이 Person의 괄호 안에 넣은 값은 __init__ 메서드에서 self 뒤에 있는 매개변수에 차례대로 들어간다.

 

클래스로 인스턴스를 만들 때 값 받기

maria 인스턴스의 greeting 메서드를 호출해보면 '안녕하세요. 저는 마리아입니다.'처럼 인삿말과 함께 이름도 출력된다.

maria.greeting()    # 안녕하세요. 저는 마리아입니다.

클래스 안에서 속성에 접근할 때는 self.속성 형식이었다.클래스 바깥에서 속성에 접근할 때는 인스턴스.속성 형식으로 접근한다. 다음과 같이 maria.name, maria.age, maria.address의 값을 출력해보면 Person으로 인스턴스를 만들 때 넣었던 값이 출력된다. 

print('이름:', maria.name)       # 마리아
print('나이:', maria.age)        # 20
print('주소:', maria.address)    # 서울시 서초구 반포동

이렇게 인스턴스를 통해 접근하는 속성을 인스턴스 속성이라 부른다.

 

비공개 속성 사용하기

앞에서 만든 Person 클래스에는 hello, name, age, address 속성이 있었다.

class Person:
    def __init__(self, name, age, address):
        self.hello = '안녕하세요.'
        self.name = name
        self.age = age
        self.address = address

이 속성들은 메서드에서 self로 접근할 수 있고, 인스턴스.속성 형식으로 클래스 바깥에서도 접근할 수 있다.

>>> maria = Person('마리아', 20, '서울시 서초구 반포동')
>>> maria.name
'마리아'

 

비공개 속성은 __속성과 같이 이름이 __(밑줄 두 개)로 시작해야 한다. 단, __속성__처럼 밑줄 두 개가 양 옆에 왔을 때는 비공개 속성이 아니므로 주의해야 한다.

class 클래스이름:
    def __init__(self, 매개변수)
        self.__속성 = 값

 

 Person 클래스에 지갑 속성 __wallet을 넣어보면,

class Person:
    def __init__(self, name, age, address, wallet):
        self.name = name
        self.age = age
        self.address = address
        self.__wallet = wallet    # 변수 앞에 __를 붙여서 비공개 속성으로 만듦
 
maria = Person('마리아', 20, '서울시 서초구 반포동', 10000)
maria.__wallet -= 10000    # 클래스 바깥에서 비공개 속성에 접근하면 에러가 발생함

실행을 해보면 에러가 발생한다. self.__wallet처럼 앞에 밑줄 두 개를 붙여서 비공개 속성으로 만들었으므로 클래스 바깥에서 maria.__wallet으로는 접근할 수 없다. 

비공개 속성은 클래스 안의 메서드에서만 접근할 수 있습니다. 

이처럼 비공개 속성은 클래스 바깥으로 드러내고 싶지 않은 값에 사용한다. 즉, 중요한 값인데 바깥에서 함부로 바꾸면 안될 때 비공개 속성을 주로 사용한다. 비공개 속성을 바꾸는 경우는 클래스의 메서드로 한정한다.

지금까지 클래스 사용 방법에 대해 알아보았다. 클래스는 특정 개념을 표현(정의)만 할 뿐 사용을 하려면 인스턴스로 만들어야 한다는 점이 중요하다. 그리고 속성, 메서드를 사용할 때는 self와 인스턴스를 통해 사용해야 한다.

 

 

 

 

 

 

 

 

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