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Python - 객체 지향 프로그래밍 심화

thebasics 2024. 10. 27. 17:00

목차

  1. 객체 지향 프로그래밍 심화란?
  2. 클래스 상속
    • 상속이란?
    • 상속의 구현과 활용
    • 메서드 오버라이딩
  3. 다형성
    • 다형성이란?
    • 다형성의 구현과 활용
  4. 추상 클래스
    • 추상 클래스란?
    • 추상 클래스의 구현과 활용
  5. 예시 코드
  6. 결론
  7. 관련 자료 및 추가 학습 자료

1. 객체 지향 프로그래밍 심화란?

객체 지향 프로그래밍(OOP)은 코드를 효율적으로 구조화하고 재사용성을 높이는 중요한 프로그래밍 패러다임입니다. OOP의 심화 주제인 클래스 상속, 다형성, 추상 클래스는 복잡한 시스템을 유연하고 확장 가능하게 설계하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 이러한 개념을 활용하면 코드의 중복을 줄이고, 객체 간의 관계를 명확하게 표현할 수 있으며, 시스템의 유지보수성을 높일 수 있습니다.

2. 클래스 상속

상속이란?

상속은 기존 클래스(부모 클래스, 슈퍼클래스)의 속성과 메서드를 새로운 클래스(자식 클래스, 서브클래스)가 물려받는 기능입니다. 이를 통해 코드 재사용성과 확장성을 높일 수 있으며, 계층 구조를 통해 클래스 간의 관계를 나타낼 수 있습니다.

  • 구문:

    class ParentClass:
    pass

class ChildClass(ParentClass):
    pass

상속의 구현과 활용

상속을 사용하면 자식 클래스는 부모 클래스의 모든 속성과 메서드를 사용할 수 있습니다. 자식 클래스는 부모 클래스에 새로운 속성이나 메서드를 추가하거나, 기존 메서드를 재정의(오버라이딩)할 수 있습니다.

  • 예시:

    class Animal:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def speak(self):
        return "Some sound"

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

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

dog = Dog("Buddy")
cat = Cat("Whiskers")

print(dog.name)  # Buddy
print(dog.speak())  # Woof!
print(cat.speak())  # Meow!

메서드 오버라이딩

자식 클래스에서 부모 클래스의 메서드를 재정의하는 것을 메서드 오버라이딩(Method Overriding)이라고 합니다. 이를 통해 자식 클래스는 부모 클래스의 기본 동작을 변경하거나 확장할 수 있습니다.

  • 예시:

    class Vehicle:
    def start(self):
        return "Vehicle is starting"

class Car(Vehicle):
    def start(self):
        return "Car is starting with a roar!"

car = Car()
print(car.start())  # Car is starting with a roar!

3. 다형성

다형성이란?

다형성(Polymorphism)은 동일한 인터페이스를 통해 서로 다른 클래스의 메서드를 호출할 수 있는 기능을 말합니다. 다형성을 활용하면 객체 간의 상호작용을 더욱 유연하게 처리할 수 있으며, 코드의 확장성과 유지보수성을 높일 수 있습니다.

다형성의 구현과 활용

다형성은 부모 클래스의 메서드를 자식 클래스에서 오버라이딩하여 구현됩니다. 이렇게 구현된 메서드는 동일한 이름으로 호출되지만, 각 클래스의 특성에 따라 다르게 동작합니다.

  • 예시:

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

class Parrot(Bird):
    def make_sound(self):
        return "Squawk!"

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

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

parrot = Parrot()
crow = Crow()

animal_sound(parrot)  # Squawk!
animal_sound(crow)    # Caw!
    • 위 예시에서 animal_sound 함수는 Bird 타입의 객체를 인수로 받아 다형성을 이용해 각 객체의 make_sound 메서드를 호출합니다.

4. 추상 클래스

추상 클래스란?

추상 클래스(Abstract Class)는 하나 이상의 추상 메서드(Abstract Method)를 가진 클래스입니다. 추상 메서드는 구현되지 않은 메서드로, 서브클래스에서 반드시 구현해야 합니다. 추상 클래스는 인스턴스를 생성할 수 없으며, 주로 공통 인터페이스를 정의하고 특정 기능을 강제하기 위해 사용됩니다.

  • 구문:

    from abc import ABC, abstractmethod

class AbstractClass(ABC):
    @abstractmethod
    def abstract_method(self):
        pass

추상 클래스의 구현과 활용

추상 클래스는 abc 모듈의 ABC 클래스를 상속받아 정의하며, @abstractmethod 데코레이터를 사용하여 추상 메서드를 선언합니다.

  • 예시:

    from abc import ABC, abstractmethod

class Shape(ABC):
    @abstractmethod
    def area(self):
        pass

class Circle(Shape):
    def __init__(self, radius):
        self.radius = radius

    def area(self):
        return 3.14159 * (self.radius ** 2)

class Square(Shape):
    def __init__(self, side):
        self.side = side

    def area(self):
        return self.side * self.side

circle = Circle(5)
square = Square(4)

print(circle.area())  # 78.53975
print(square.area())  # 16
    • Shape 추상 클래스는 area 추상 메서드를 정의하며, Circle과 Square 클래스는 이를 구현합니다. 추상 클래스를 통해 공통 인터페이스를 제공하고, 각 서브클래스에서 구체적인 구현을 강제할 수 있습니다.

5. 예시 코드

클래스 상속 및 메서드 오버라이딩 예시

class Animal:
    def __init__(self, name):
        self.name = name

    def sound(self):
        return "Some sound"

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

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

animals = [Dog("Buddy"), Cat("Whiskers")]

for animal in animals:
    print(f"{animal.name} makes a sound: {animal.sound()}")
# Output:
# Buddy makes a sound: Woof!
# Whiskers makes a sound: Meow!

추상 클래스 예시

from abc import ABC, abstractmethod

class Vehicle(ABC):
    @abstractmethod
    def start_engine(self):
        pass

class Car(Vehicle):
    def start_engine(self):
        return "Car engine started"

class Motorcycle(Vehicle):
    def start_engine(self):
        return "Motorcycle engine started"

vehicles = [Car(), Motorcycle()]

for vehicle in vehicles:
    print(vehicle.start_engine())
# Output:
# Car engine started
# Motorcycle engine started

6. 결론

객체 지향 프로그래밍의 심화 개념인 상속, 다형성, 추상 클래스는 복잡한 시스템을 유연하고 재사용 가능하게 설계하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 상속을 통해 코드의 재사용성을 높이고, 계층 구조를 활용하여 클래스 간의 관계를 표현할 수 있습니다. 다형성은 동일한 인터페이스를 통해 다양한 객체의 메서드를 호출할 수 있게 하여 코드의 유연성과 확장성을 높입니다. 추상 클래스는 공통 인터페이스를 제공하고 서브클래스에서 특정 기능을 구현하도록 강제하여 코드를 구조화하는 데 도움이 됩니다. 이러한 OOP 개념을 잘 이해하고 활용하면 복잡한 시스템을 보다 효과적으로 설계하고 유지보수할 수 있습니다.

7. 관련 자료 및 추가 학습 자료

이 글에서는 Python의 객체 지향 프로그래밍 심화 주제인 클래스 상속, 다형성, 추상 클래스에 대해 다루었습니다. 이들 개념을 활용하여 복잡한 시스템을 유연하고 확장 가능하게 설계하는 방법을 익히고, 이를 통해 더욱 효율적인 코드를 작성해 보세요. 신뢰성 있는 자료를 참고하여 OOP의 심화 개념을 이해하고 실무에 적용해 보시기 바랍니다.

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