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Abstraction

이번 문서에서는 어떻게 추상적으로 구현할 수 있는지 자세하게 다루어 보도록 하겠습니다. 앞선 OOP에서는 object에 대한 이야기만 했었는데요. Class에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

Object를 attribute와 behavior의 집합체라고 하였습니다. class는 이러한 object를 만들 때 필요한 청사진이라고 보시면 됩니다.

현실적인 문제를 예로 들어 보겠습니다. 여러분들이 해결해야할 문제가 게시판을 만드는 것이라고 합시다. 게시판에는 게시물들이 여러개 있습니다. 그런데 각 게시물에는 공통적인 특징들이 있습니다.

• 제목
• 작성자
• 작성한 시각
• 내용

위와 같은 특성은 어느 게시물이든 공통적으로 가지고 있습니다. 여기서 게시물이란 object를 담는 list를 만들면 쉽게 게시판을 만들 수 있을 것 같습니다. 게시물이란 object는 어떻게 만들 수 있을까요?

Object를 생성하기 앞서 "해당 object에는 ~~한 특성(attribute)와 행동(behavior)을 가질거야"라는 청사진의 역할을 하는 class를 선언할 필요가 있습니다. Python에서 class 선언은 다음과 같이 할 수 있습니다.

class statement

class <class_name>:
    """ docstring """
    pass

마찬가지로 <class_name> 또한 Variables - Variables Names와 같이 4가지 규칙을 따라야합니다. :는 Functions - Syntax of function에서 배웠듯이 뒤에 code block이 시작될 것이라는 것을 알려주는 지시자로 보시면 됩니다. docstring에 해당하는 부분은 OOP - Function의 예시에서 보았던 것처럼, 해당 class를 설명하기 위한 부분이라 보시면 됩니다. 이를 예시에 맞게 다시 작성해주면 다음과 같습니다.

class post:
    """This is example of class"""
    pass

다음은 게시물의 공통적인 특성인 제목, 작성자, 작성한 시각, 내용들이 담겨져 있다는 것을 적어주면 되겠습니다.

class variable

class post:
    """This is example of class"""
    title = "title"    # 이는 instance variable이 아니라 class variable입니다!
    author = "me"
    time = "now"
    content = "hello world"

위와 같이 정의를 마쳤으면 최종적으로 게시물(object)를 생성하기 위한 준비를 끝냈습니다. object는 다음과 같이 생성할 수 있습니다.

var = <class_name>()

()을 붙여주셔야 object를 생성할 수 있습니다. 이렇게 생성된 object를 instance라고 합니다.

a = post()
b = post()
print(a.title, a.author, a.time, a.content)
print(b.title, b.author, b.time, b.content)

# 출력 결과
title me now hello world
title me now hello world

게시물은 만들었는데 object(instance)에 들어있는 값들이 전부 동일합니다. 게시물 마다 각각 다른 내용을 포함하면 좋을텐데 아쉽습니다. 이는 instance variable을 이용하면 해결할 수 있습니다.

Tip👀

class variable은 instance끼리 공유하는 변수입니다. 그렇기 때문에 다음과 같이 class로 직접 접근하여 바꾸면 모든 instance의 값도 변하게 됩니다.

post.title = "changed"
print(a.title)
print(b.title)

# 출력 결과
changed
changed

Tip👀

(object).(something)의 의미는 object안에 있는 something을 부르겠다는 의미입니다.

instance variable

class post:
    """This is example of class"""
    def __init__(self, title, author, time, content):
        self.title = title
        self.author = author
        self.time = time
        self.content = content

처음 보시는 것들이 보이실 것입니다. 차근차근 알아가보도록 합시다.

__init__

Python에서는 사전에 약속된 몇가지 method가 있습니다. 이들을 구분하는 구분자는 __(something)__처럼 양쪽에 밑줄 2개(underscore)로 구분하게 됩니다. 여기서 __init__은 initialize의 줄임말로서 instance를 생성할 때, 가장 먼저 실행되는 함수로 **constructor**라고도 불리웁니다. 이는 instance variable을 초기화할 때 사용됩니다.

self

class는 일종의 청사진이라고 하였습니다. class로부터 생성되는 instance가 여러개 생길 것을 예상하고 설계를 해야하는 과정에서 아직 생기지 않은 object(instance)의 값을 원활하게 다루기 위한 변수입니다. 변수라고 언급했던 것 처럼, self라는 단어 대신에 다른 언어를 사용해도 됩니다. 그러나 python에서는 self를 사용하는 것을 권장하고 있습니다. self에는 instance object가 대입됩니다.

__init__을 선언하면 어떻게 python에서 instance를 생성할 수 있는지 알아보도록 합시다.

a = post("first post", "me", "yesterday", "this is first post")
b = post("second post", "you", "today", "this is second post")
print(a.title, a.author, a.time, a.content)
print(b.title, b.author, b.time, b.content)

# 출력 결과
first post me yesterday this is first post
second post you today this is second post

다음과 같이 그냥 <class_name>의 ()의 argument로 넘겨주면 __init__의 ()안에 parameter를 대입한 것처럼 작동합니다.

여기까지 여러분은 class에서 attribute에 해당하는 내용을 배웠습니다. 다음은 class의 behavior에 해당하는 부분을 배워보도록 하겠습니다.

원활한 설명을 위해 post의 class에 좋아요 기능을 추가하도록 하겠습니다.

method

class post:
    """This is example of class"""
    def __init__(self, title, author, time, content):
        self.title = title
        self.author = author
        self.time = time
        self.content = content
        self.likes = 0 # 꼭 parameter에서 받아서 초기화할 필요는 없습니다!
    
    def like_this_post(self):
        print("you like", self.title)
        self.likes += 1

class안에 함수 like가 정의 되어 있습니다. 함수와 동일하게 정의하지만 특별하게, class 안에서 정의된 함수를 **method**라고 부릅니다. 또한 method에는 첫번째 인자로 self가 필요합니다. 당연히 어떤 instance에서 실행되어야 하는 method인지 알아야 정상적으로 작동되겠죠?

위와 같이 정의 하였으면, 정상적으로 작동하는지 확인하여 봅시다.

a = post("first post", "me", "yesterday", "this is first post")
b = post("second post", "you", "today", "this is second post")
a.like_this_post()
print(a.likes)
print(b.likes)

# 출력 결과
you like first post
1
0

정상적으로 출력되지만 이해가 되지 않는 부분이 있습니다.

a.like_this_post()

이 부분의 ()에는 어떠한 parameter가 들어가 있지 않음에도 불구하고 정상적으로 출력됩니다. 이는 자체적으로 self에 object를 넘겨주게 됩니다. 즉 다음의 코드로 자동으로 해석되어 실행됩니다.

post.like_this_post(a)

Namespace

class를 정의하면 class만의 namespace가, instance를 생성하면 instance 만의 namespace가 생깁니다.

class post:
    """This is example of class"""
    title = "no title" # 이부분을 새롭게 추가했습니다! instance_var의 title과 겹쳐요!
    def __init__(self, title, author, time, content):
        self.title = title
        self.author = author
        self.time = time
        self.content = content
        self.likes = 0 # 꼭 parameter에서 받아서 초기화할 필요는 없습니다!
    
    def like_this_post(self):
        print("you like", self.title)
        self.likes += 1
                
a = post("first post", "me", "yesterday", "this is first post")
b = post("second post", "you", "today", "this is second post")

이런 식으로 1개의 class와 2개의 object를 만들었다고 합시다. 그렇다면 총 3개의 namespace가 만들어질 것입니다.(global, built-in 등을 제외하고) 이들을 확인하는 방법은 다음과 같습니다.

print(post.__dict__)

# 출력 결과
{'__module__': '__main__', '__doc__': 'This is example of class', 'title': 'no title', '__init__': <function post.__init__ at 0x0000021EC66BC4C8>, 'like_this_post': <function post.like_this_post at 0x0000021EC66BC558>, '__dict__': <attribute '__dict__' of 'post' objects>, '__weakref__': <attribute '__weakref__' of 'post' objects>}

print(a.__dict__)

# 출력결과
{'title': 'first post', 'author': 'me', 'time': 'yesterday', 'content': 'this is first post', 'likes': 0}

print(b.__dict__)

# 출력 결과
{'title': 'second post', 'author': 'you', 'time': 'today', 'content': 'this is second post', 'likes': 0}

위와 같이 각각의 namespace를 확인할 수 있습니다. 그런데 여기서 궁금한 점은 class variable을 instance에서 부르는 방법도 a.title이고, instance variable의 title을 부르는 방법도 a.title입니다. 과연 다음과 같은 상황에선 python은 어떤 값을 출력하게 될까요?

print(a.title)

# 출력 결과
first post

다음과 같이 먼저, instance의 namespace를 살펴보고 찾는 값이 있으면 해당 값을 들고오게 됩니다.

del a.title
print(a.title)

# 출력 결과
no title

a에 포함되어 있는 attribute를 지우고 다시 a.title을 부르게 되면 다음과 같이 class variable에 있는 값인 "no title"을 출력하게 됩니다.

Attribute append/delete

방금 a에 있는 attribute를 지웠다고 했습니다. 이처럼 class나 instance의 namespace에 정의된 값을 지우는 것도, 추가하는 것도 가능합니다.

추가하기 전에 진짜로 a의 namespace에서 지워졌는지 확인해보도록 합시다.

print(a.__dict__)

# 출력 결과
{'author': 'me', 'time': 'yesterday', 'content': 'this is first post', 'likes': 0}

그리고 다시 a에게 title을 추가해 봅시다.

a.title = "recoverd title"
print(a.__dict__)

{'author': 'me', 'time': 'yesterday', 'content': 'this is first post', 'likes': 0, 'title': 'recoverd title'}

마지막에 새롭게 추가 된 것을 확인할 수 있습니다.

지우는 방법은 위에서 사용한 방법대로 del keyword를 사용하면 됩니다.

del b.author
print(b.__dict__)

# 출력 결과
{'title': 'second post', 'time': 'today', 'content': 'this is second post', 'likes': 0}

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