[Python 문법공부] 클래스, 메서드

업데이트: November 7, 2021

카테고리: pythonsyntax

클래스와 메서드의 관계

클래스는 내가 자료구조를 공부하면서 배운 스택, 큐, 연결리스트 등을 공부하면서 자연스럽게 접할 수 있었다.

class stack:
    def __init__(self): #클래스의 객체생성함수.
        self.items = []

    def push(self,val): #삽입
        self.items.append(val)

    def pop(self): #마지막 값 삭제, 리턴
        try:
            return self.items.pop()
        except:
            print("stack is empty now")

    def top(self) #마지막 값 리턴
        try:
            return self.items[-1]

        except:
            print("stack is empty now")

    def __len__(self): #len으로 호출하면 길이만 리턴한다.
        return len(self.items)

    def isEmpty(self): #0개면 true, 0이 아니면 false를 반환한다.
        return len(self) == 0

이렇게 스택이라는 자료구조의 클래스를 선언했었다.
클래스는 객체를 표현하기 위한 문법이다.
파이썬에서 객체를 만들기 위해서 사용하는 것이 클래스이다.

클래스를 표현하기위해서는 속성과 메서드가 필요하다.

일단 메서드를 만드는 방법에 대해서 먼저 공부해보자.

인스턴스 생성 및 메서드 호출

위의 스택코드를 활용하자.

teststack = stack() #스택클래스의 인스턴스 생성

이렇게 teststack 이라는 객체는 stack()이라는 클래스를 가진다.
따라서 stack()의 메서드(클래스의 함수들)을 사용할 수 있다.

teststack.top() #스택의 가장 위의값 리턴
>>stack is empty now

이렇게 호출해낼 수 있다!

메서드를 호출하면서 값을 입력받기

def push(self,val): #삽입
        self.items.append(val)

test.push(5)
print(test.items)
>>>[5]

가된다. self를 제외한 매개변수를 받아 메서드 내에서 사용할 수 있다!

파이썬에서 기본적으로 주어진 클래스

우리가 흔히 사용하는 리스트, 딕셔너리도 사실은 클래스이다.
이걸 알아보기위해서는

a = list(range(10)) #a라는 객체에 list라는 클래스를 할당하는데, a는 list클래스의 인스턴스가되며 값은 range(10)이다.
a.append(5) #.append는 list라는 클래스에 작성된 메서드이다. 

아직 감이 안온다고? 그렇다면

print(isinstance(a,list))

를 해보자. a라는 인스턴스가 list클래스의 인스턴스이면 true가, 아니라면 false가 출력된다.

속성

인스턴스 속성

클래스의 인스턴스 속성은 __init__(self)메서드 안에서 self.속성에 값을 할당한다.

class stack:
    def __init__(self): #클래스의 객체생성함수.
            self.items = []

속성을 확인하기 위해서 객체를 만들어 속성을 호출해보면,

test = stack()
print(test.items)
>>> []

()괄호 안에 self가 들어가있는 것을 인스턴스 메서드라고한다.
그리고 인스턴스 메서드 내에서 self.속성명 으로 정의된 변수를 인스턴스속성이라고 한다. 인스턴스 속성은 인스턴스 각각 설정된 속성을 의미한다.

test라는 인스턴스는 stack 클래스가 설정되었고,
속성값을 호출하기위해서는 test.items로 호출하면된다.
__init__메서드는 클래스에 괄호를 붙여서 인스턴스를 만들때 자동으로 호출된다.

이렇게 init처럼 앞뒤로 __가 붙은 메서드는 파이썬이 자동으로 호출해주는 메서드이다.

인스턴스 속성과 메서드의 self란

self는 인스턴스 자기자신을 의미한다.

test = stack()

이렇게 인스턴스를 클래스명에 ()를 붙여서 만들었는데, self에 자동으로 test가 들어가게 된다.
self.으로 시작하는 속성은 인스턴스 속성, 매개변수로 self가 들어가는 메서드는 인스턴스 메서드가된다.

비공개 속성 설정

class stack:
    def __init__(self, val): #클래스의 객체생성함수.
            self.items = []
            self.__value = val
st = stack(5)

print(st.items)
>>> []
print(st.__value)
>>> AttributeError: 'stack' object has no attribute '__value'

속성에 __를 붙이게되면 비공개 속성으로 설정되어 클래스 바깥에서 접근할 수 없다.
비공개클래스는 클래스 내부의 메서드에서만 사용가능하다.

클래스 속성

클래스 속성은 인스턴스 속성과 달리
클래스가 만든 모든 인스턴스에서 공유하게된다.

class stack():
    accumulatedtstack = []
    def __init__(self,val):
        self.items = []
        self.value = val
        self.items.append(val)
        stack.accumulatedtstack.append(val)


test1 = stack(5)
print(stack.accumulatedtstack)
print(test1.items)

test2 = stack(0)
print(stack.accumulatedtstack)
print(test2.items)

>>> [5]
>>> [5]
>>> [5,0]
>>> [0]

이렇게 클래스 속성의 경우, 각각 다른 인스턴스가 공유할 수 있다.

비공개 클래스 속성

앞서 우리는 비공개 속성을 설정하는 방법에 대해 공부했었다.
비공개 인스턴스 속성은 self.__ 로 선언했었는데,
비공개 클래스 속성은 self. 없이 __만 붙여서 선언하면 클래스 전체에서 공유할 수 있다.

속성, 메서드 이름을 찾는 순서

지금까지 인스턴스 속성과 클래스 속성 2가지에 대해서 공부했다.
그런데, 속성이 선언되었을때, 파이썬은 이 속성을 찾기위해 어떤 절차를 밟을까?
파이썬은 속성, 메서드 이름을 찾을 때 인스턴스, 클래스 순으로 찾는다.
그래서 인스턴스 속성에 없으면 클래스 속성을 찾는다.
이를 알기 위해서는 인스턴스와 클래스에서 각각 __dict__ 속성을 호출하면
현재 인스턴스와 클래스의 속성을 딕셔너리 형태로 알 수 있다!

메서드

정적 메서드

클래스의 메서드를 선언할때 인스턴스를 통해 호출했다. 예시(인스턴스 메서드)

def push(self,val): #삽입
        self.items.append(val)

하지만 정적 메서드는 인스턴스를 통하지 않고 클래스에서 바로 호출할 수 있다.
정적 메서드는 메서드 위에 @staticmethod를 붙이고, 매개변수에 self를 지정하지 않는다.

class classname:
    @staticmethod
    def add(a,b):
        return a+b

정적 메서드는 self를 받지 않기때문에 인스턴스 속성에 접근할 수 없다.(self.으로 접근불가)
정적 메서드는 메서드의 실행이 외부 상태에 영향을 주지 않는 순수함수를 만들때 사용한다.
순수 효과란 부수효과가 없고, 입력 값이 같으면 항상 같은 출력 값을 반환한다는 것을 의미한다.
인스턴스 상태에 변화를 주지 않는다.

따라서 인스턴스의 내용을 변경할때는 인스턴스 메서드를 사용하고,
결과만 필요한 경우에는 정적 메서드를 사용한다.

클래스 메서드

클래스 메서드의 경우, 메서드 위에 @classmethod를 붙인다.
그리고 첫 번째 매개변수로 cls를 지정해야한다.

class classname:
    @classmethod
    def method(cls, a,b)
        return a

클래스 메서드는 메서드 내에서 클래스 메서드와 클래스 속성에 접근해야할때 사용된다.
예를들어, 메서드가 클래스의 인스턴스를 반환해야할때,
클래스 메서드를 사용하면 cls(value)로 인스턴스를 리턴할 수 있다는 의미이다.

또한 클래스 메서드는 정적메서드와 같이 인스턴스가 필요없다는 것이 특징이다.

심사문제

class Time:
    def __init__(self, hour, minute, second):
        self.hour = hour
        self.minute = minute
        self.second = second

    
    # @classmethod 방법 1
    # def from_string(cls, string):
    #     hour,minute,second = map(int, string.split(":"))
    #     return cls(hour,minute,second)

    @staticmethod #방법 2
    def from_string(string):
        hour,minute,second = map(int, string.split(":"))
        return Time(hour,minute,second)

        
    @staticmethod
    def is_time_valid(string):
        hour,minute,second = map(int, string.split(":"))
        return hour <= 24 and hour >= 0 and minute <= 59 and minute >= 0 and second >= 0 and second <= 60



time_string = input()

if Time.is_time_valid(time_string): #정적메서드, 입력받아 truefalse리턴
    t = Time.from_string(time_string) #t라는 인스턴스를 만들어줘야한다. 
    #인스턴스를 어떻게 만들었었지?-->t = Time(hour,minute,second)
   
    print(t.hour, t.minute, t.second)
else:
    print('잘못된 시간 형식입니다.')

해설

is_time_valid는 매개변수로 시간을 입력받아 true, false만 리턴하면되므로
정적 메서드를 사용한다.

t가 t.hour, t.minute 등으로 인스턴스 속성에 접근가능해야하므로,
t는 인스턴스가 되어야한다.
따라서 Time.from_string()는 인스턴스를 리턴해야한다.

인스턴스를 리턴하는 방법에는 2가지가 있는데,
1번째 방법으로 클래스 메서드를 사용하는 방법이다.
우리가 클래스 메서드에서 선언하는 cls는 그 자체로 클래스를 의미한다.
@classmethod 선언 이후, 첫 번째 매개변수로 cls, 리턴값으로
cls(hour,minute,second)를 적는다.

2번째 방법으로 정적 메서드를 사용한다.
리턴값으로 인스턴스를 생성해주기만 하면 되기때문에 클래스 자기자신
Time(hour,minute,second)를 적는다.

엘비