[파이썬프로그래밍기초] 10. 객체지향

🐈‍⬛ 객체지향의 이해

객체지향의 시작점 : 유사성

 

🐈 객체지향 개념

⇨ 객체-객체 사이 상호작용으로 프로그램 구성하는 프로그래밍 패러다임

⇨ 프로그램을 유연하게, 변경을 쉽게 만들어 대규모 소프트웨어 개발에 사용

• 객체지향 패러다임의 특징

✓ 추상화
공통의 속성이나 기능 도출

✓ 캡슐화
데이터 구조와 데이터 연산을 결합

✓ 상속
상위 개념 특징이 하위 개념에 전달

✓ 다형성
유사 객체의 사용성을 그대로 유지

 

🐈 객체와 클래스

⇨ 객체 : 추상화와 캡슐화의 결과

• 실세계 사물에 대한 상태 (데이터) 와 연산 (메소드) 를 표현한 단위
⇨ 멤버(데이터 필드, 메소드)는 클래스에 의해 결정

 

🐈 클래스 정의

// 클래스 이름은 대문자 시작 권고

⁕ 구문 형식

 

⁕ 메소드 (method)

⇢ 객체에 대한 행동(연산) 정의
⇢ 함수의 정의 및 사용 방법과 동일

 

⁕ 초기자 (initializer)

⇢ 객체의 상태를 초기화하는 특수 메소드
⇢ 항상 __init__ 으로 명명

 

🐈 메소드 정의

⁕ 구문 형식

 

⁕ self 매개변수

⇢ 모든 메소드의 첫 번째 매개변수
⇢ 메소드의 구현에 사용 / 메소드 호출 시 사용되지 않음

⇢ 객체 자신을 참조하여 클래스 정의에 포함된 멤버에 접근 시 사용
( 클래스 내부의 변수에 접근할 때 '데이터 필드' 임을 알려주는 self )

 

🐈 self 매개변수

class Cone :
    def __init__(self, radius = 20, height = 30) :
        self.r = radius
        self.h = height

    def get_vol(self) : 
        return 1/3 * 3.14 * self.r ** 2 * self.h

    def get_surf(self) : 
        return 3.14 * self.r ** 2 + 3.14 * self.r * self.h

⇨ self.r / self.h 로 self를 붙임으로써 두 변수의 스코프가 Cone class 전역이 됨

❌ 만약 self를 붙이지 않는다면? 

class Cone :
    def __init__(self, radius = 20, height = 30) :
        r = radius
        h = height		# r과 h의 스코프는 해당 범위 한정

    def get_vol(self) : 
        return 1/3 * 3.14 * r ** 2 * h

    def get_surf(self) : 
        return 3.14 * r ** 2 + 3.14 * r * h

 

🐈 클래스 설계

⇨ UML 클래스 다이어그램 통해 데이터필드, 생성자, 메소드 표현 방법 표준화
(UML : 표준화된 모델링 언어)

• 데이터 필드 이름 : 데이터 필드 타입

• 클래스 이름 (매개변수 이름 : 매개변수 타입)

• 메소드 이름 (매개변수 이름 : 매개변수 타입) : 반환값 타입

 

⁕ UML 클래스 다이어그램

Cone

r : int h : int // 데이터 필드, 타입

Cone(radius = 20 : int, height = 30 : int)　// 생성자 get_vol() : float　// 메소드 get_surf() : float 　// 메소드

 

🐈 BMI 계산 프로그램

class BMI :
    def __init__(self, name, age, weight, height) :
        # 입력 파라미터에 들어온 값들을 데이터 필드에 넣어주는 작업
        self.name = name
        self.age = age
        self.weight = weight
        self.height = height
        
    def get_BMI(self) :
        return self.weight / (self.height / 100) ** 2
        # self.height / 100 은 cm 단위 키를 m 단위로 변환하기 위함

    def get_status(self) :
        BMI = self.get_BMI()
        if BMI >= 25 :
            return "비만"
        elif BMI >= 23 and BMI < 25 :
            return "과체중"
        elif BMI >= 18.5 and BMI < 23 :
            return "정상"
        else :
            return "저체중"

 

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🐈‍⬛ 클래스와 인스턴스 

 

🐈 객체와 인스턴스

⁕ 구문 형식 

⇢ 값 저장, 변형 등 가능 (실체화된 대상)

• 클래스의 생성자(constructor)를 통해 클래스의 인스턴스 생성

• 객체 / 인스턴스 동일 개념 

• 클래스의 생성자는 클래스 이름과 동일

• 클래스 이름 + 초기자의 매개변수 사용하여 생성자 호출

 

🐈 객체의 생성 과정

 

🐈 객체의 사용

• 객체의 데이터 필드 접근 및 메소드 호출
⇨ 객체 멤버 접근 연산자 " . " 사용 

⁕ 객체 접근

⇢ 생성자는 메모리 내부의 객체만 만듦
⇢ 메모리 안의 객체를 지칭하기 위해 객체 참조변수 사용

•  객체 참조변수
생성자를 통해 만든 객체에 접근할 수 있는 지칭 도구

⇨ 객체 참조변수를 사용해 객체를 생성

 

🐈 원뿔 클래스 활용

Cone

r : int h : int // 데이터 필드, 타입

Cone(radius = 20 : int, height = 30 : int)　// 생성자 get_vol() : float　// 메소드 get_surf() : float 　// 메소드

≫ 단위 원뿔과 반지름과 높이가 각각 50, 100인
원뿔의 부피와 겉넓이를 출력하는 프로그램

# 객체 참조변수 =  클래스명(초기자 파라미터)
unit_cone = Cone()
big_cone = Cone(50, 100)

print("단위 원뿔의 부피와 겉넓이는", unit_cone.get_vol(), unit_cone.get_surf(), "입니다.")
print("큰 원뿔의 부피와 겉넓이는", big_cone.get_vol(), big_cone.get_surf(), "입니다.")

 

🐈 BMI 클래스 활용

person1 = BMI("지니", 29, 50, 160)

print(person1.name + "님(" + str(person1.age) + "세)의 BMI 수치는", 
      person1.get_BMI(), "결과는", person1.get_status(), "입니다.")

 

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🐈‍⬛ 객체지향의 활용

 

🐈 데이터 타입과 객체

⇨ 실제 우리가 알았던 모든 변수는 객체

객체 지향형 프로그래밍 언어에서
"모든 것은 다 객체를 통해 이루어진다"

⇨ number 변수는 int 20 객체를 가리킴

⇨ symbol 변수는 str "파이썬" 객체를 카리킴

✓ 객체로 조작/연산을 하고 싶다면 객체 참조변수에 점 ( . ) 찍기

 

🐈 str 메소드

메소드	설명
upper(), lower()	대 / 소문자 변경
title()	각 단어 첫 글자 대문자로 변경
strip(), rstrip(), lstrip()	양쪽 / 왼쪽 / 오른쪽 특정 문자 제거
replace()	문자열 특정 부분을 대체
split()	구분자로 분할해 리스트로 반환

 

🐈 데이터 필드 감추기

⇨ 데이터 은닉 (data hiding)

• 데이터 필드 직접 변경 방지를 위해 사용자의 직접 접근 차단
• public과 다른 private 데이터 필드로 정의

 

⁕ private 데이터 필드

• 클래스 내부에서만 접근 가능
• 앞 두 밑줄 ( _ _ ) 로 정의

self.__r
self.__h

 

🐈 접근자와 변경자

⇨ private으로 정의된 데이터 필드는 객체 외부에서 접근 불가능

⇨ private 데이터 필드에 접근하는 메소드

• 접근자 (accessor) : 데이터 필드 반환 (get)

• 변경자(mutator) : 데이터 필드 설정 (set)

 

🐈 원뿔 클래스 개선

문제 : 멤버 r 또는 h에 음수를 입력하면?

⇨ 멤버 __r과 __h에 대한 접근자, 변경자 정의

class pCone :
    def __init__(self, radius = 20, height = 30) :
        if (radius > 0 and height > 0) :
            self.__r = radius
            self.__h = height

    def get_vol(self) : # 부피
        return 1/3 * 3.14 * self.__r ** 2 * self.__h

    def get_surf(self) : # 겉넓이
        return 3.14 * self.__r ** 2 + 3.14 * self.__r * self.__h
    
    # 접근자
    def get_radius(self) : 
        return self.__r
    
    def get_height(self) : 
        return self.__h
    
    # 변경자
    def set_radius(self, radius) : 
        # 음수 값이 들어오지 않도록 제어
        if (radius > 0) :
            self.__r = radius
    
    def set_height(self, height) : 
        if (height > 0) :
            self.__h = height