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Python - 객체 지향 프로그래밍 기초

thebasics 2024. 10. 23. 17:00

목차

  1. 객체 지향 프로그래밍(OOP)란?
  2. 클래스와 객체
    • 클래스 정의
    • 객체 생성
  3. 클래스의 구성 요소
    • 속성(Attributes)
    • 메서드(Methods)
    • 생성자(Constructor)
  4. 객체 지향의 기본 원칙
    • 캡슐화
    • 상속
    • 다형성
  5. 예시 코드
  6. 결론
  7. 관련 자료 및 추가 학습 자료

1. 객체 지향 프로그래밍(OOP)란?

객체 지향 프로그래밍(Object-Oriented Programming, OOP)은 프로그램을 객체 단위로 구성하고, 객체 간의 상호작용을 통해 문제를 해결하는 프로그래밍 패러다임입니다. 객체는 데이터(속성)와 해당 데이터에 대한 동작(메서드)을 하나의 단위로 묶어 관리하며, 현실 세계의 개체를 모델링하는 데 유용합니다. OOP를 사용하면 코드의 재사용성과 유지보수성이 향상되고, 복잡한 프로그램을 구조적으로 설계할 수 있습니다.

2. 클래스와 객체

클래스 정의

클래스는 객체를 생성하기 위한 청사진(틀)으로, 객체의 속성과 동작을 정의합니다. 클래스는 class 키워드를 사용하여 정의하며, 객체의 속성은 클래스 내의 변수로, 동작은 메서드로 구현됩니다.

  • 구문:
    class ClassName:
    # 속성과 메서드 정의
    pass
  • 예시:
    class Car:
    pass
    • 위 예시에서는 Car라는 이름의 클래스를 정의했습니다.

객체 생성

객체는 클래스를 기반으로 생성된 인스턴스로, 클래스에 정의된 속성과 메서드를 가집니다. 객체는 클래스의 생성자 메서드를 호출하여 생성되며, 이를 통해 해당 클래스의 인스턴스를 만듭니다.

  • 구문:
    my_object = ClassName()
  • 예시:
    my_car = Car()
    • Car 클래스의 인스턴스인 my_car 객체를 생성했습니다.

3. 클래스의 구성 요소

속성(Attributes)

속성은 클래스의 데이터(상태)를 나타내며, 객체의 특성을 저장하는 변수입니다. 속성은 클래스 내에서 self 키워드를 사용하여 정의되며, 객체마다 고유한 값을 가질 수 있습니다.

  • 구문:
    class Car:
    def __init__(self, brand, model):
        self.brand = brand
        self.model = model
  • 예시:
    my_car = Car("Toyota", "Camry")
print(my_car.brand)  # Toyota
print(my_car.model)  # Camry

메서드(Methods)

메서드는 클래스 내에서 정의된 함수로, 객체의 동작을 정의합니다. 메서드는 일반 함수와 유사하지만, 첫 번째 인자로 self를 사용하여 객체 자체를 참조합니다.

  • 구문:

    class Car:
    def __init__(self, brand, model):
        self.brand = brand
        self.model = model

    def start(self):
        print(f"{self.brand} {self.model} is starting.")

  • 예시:

    my_car = Car("Toyota", "Camry")
my_car.start()  # Toyota Camry is starting.

생성자(Constructor)

생성자는 객체가 생성될 때 자동으로 호출되는 특별한 메서드로, 객체의 초기 상태를 설정합니다. Python에서는 __init__ 메서드가 생성자의 역할을 합니다.

  • 구문:
    class Car:
    def __init__(self, brand, model):
        self.brand = brand
        self.model = model
  • 예시:
    my_car = Car("Toyota", "Camry")

4. 객체 지향의 기본 원칙

캡슐화(Encapsulation)

캡슐화는 객체의 속성과 메서드를 하나의 단위로 묶고, 외부에서 직접 접근하지 못하도록 하는 것입니다. 이를 통해 데이터의 무결성을 유지하고, 객체의 내부 구현을 숨길 수 있습니다.

  • 구현:

    class Car:
    def __init__(self, brand, model):
        self.__brand = brand  # Private attribute
        self.model = model

    def get_brand(self):
        return self.__brand

  • 예시:

    my_car = Car("Toyota", "Camry")
print(my_car.get_brand())  # Toyota
# print(my_car.__brand)  # AttributeError

상속(Inheritance)

상속은 기존 클래스의 속성과 메서드를 새 클래스에 물려주는 기능입니다. 상속을 사용하면 코드를 재사용하고, 계층적인 클래스 구조를 만들 수 있습니다.

  • 구문:

    class ParentClass:
    pass

class ChildClass(ParentClass):
    pass

  • 예시:

    class Vehicle:
    def __init__(self, brand):
        self.brand = brand

    def drive(self):
        print(f"{self.brand} is driving.")

class Car(Vehicle):
    def __init__(self, brand, model):
        super().__init__(brand)
        self.model = model

my_car = Car("Toyota", "Camry")
my_car.drive()  # Toyota is driving.

다형성(Polymorphism)

다형성은 여러 클래스가 동일한 인터페이스를 가지며, 동일한 메서드 호출에 대해 각 클래스가 고유한 동작을 구현할 수 있는 기능입니다.

  • 구현:

    class Animal:
    def sound(self):
        pass

class Dog(Animal):
    def sound(self):
        return "Woof!"

class Cat(Animal):
    def sound(self):
        return "Meow!"

  • 예시:

    def animal_sound(animal):
    print(animal.sound())

dog = Dog()
cat = Cat()
animal_sound(dog)  # Woof!
animal_sound(cat)  # Meow!

5. 예시 코드

클래스와 객체 생성 예시

class Car:
    def __init__(self, brand, model, color):
        self.brand = brand
        self.model = model
        self.color = color

    def start(self):
        print(f"{self.brand} {self.model} in {self.color} is starting.")

# 객체 생성
my_car = Car("Honda", "Civic", "Red")
my_car.start()  # Honda Civic in Red is starting.

상속 예시

class Vehicle:
    def __init__(self, brand):
        self.brand = brand

    def drive(self):
        print(f"{self.brand} is driving.")

class Car(Vehicle):
    def __init__(self, brand, model):
        super().__init__(brand)
        self.model = model

    def drive(self):
        print(f"{self.brand} {self.model} is driving smoothly.")

my_car = Car("Ford", "Mustang")
my_car.drive()  # Ford Mustang is driving smoothly.

다형성 예시

class Bird:
    def speak(self):
        return "Tweet!"

class Parrot(Bird):
    def speak(self):
        return "Hello!"

class Crow(Bird):
    def speak(self):
        return "Caw!"

def make_bird_speak(bird):
    print(bird.speak())

parrot = Parrot()
crow = Crow()

make_bird_speak(parrot)  # Hello!
make_bird_speak(crow)    # Caw!

6. 결론

객체 지향 프로그래밍은 프로그램을 보다 구조적이고 효율적으로 설계할 수 있게 해주는 중요한 프로그래밍 패러다임입니다. Python의 클래스와 객체를 활용하면 데이터와 기능을 하나의 단위로 관리할 수 있으며, 이를 통해 코드의 재사용성과 유지보수성을 향상시킬 수 있습니다. 또한 캡슐화, 상속, 다형성과 같은 객체 지향의 핵심 원칙을 이해하고 적용함으로써 더욱 유연하고 확장 가능한 코드를 작성할 수 있습니다. 이러한 OOP 개념을 실습과 함께 익히면 복잡한 문제를 해결하고 Python 프로그래밍의 역량을 더욱 향상시킬 수 있을 것입니다.

7. 관련 자료 및 추가 학습 자료

이 글에서는 Python에서 객체 지향 프로그래밍의 기초를 다루었습니다. 클래스와 객체의 정의, 속성, 메서드, 생성자, 그리고 객체 지향의 핵심 원칙인 캡슐화, 상속, 다형성을 살펴보았습니다. 신뢰성 있는 자료를 통해 객체 지향 프로그래밍을 익히고, 이를 활용하여 더욱 구조적이고 효율적인 코드를 작성해 보세요.

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