객체 지향 프로그래밍 Object-Oriented Programming(OOP)
객체 지향 프로그래밍이란, 프로그램을 독립된 객체들의 집합이라고 보는 방식이다. 각 객체들은 서로 메시지를 전달하며 상호작용하고, 각각의 객체는 고유한 데이터와 해당 데이터를 조작하는 메소드로 구성되어 있다.
캡슐화
객체 지향 프로그래밍에서는 캡슐화라는 개념이 있다. 이는 data와 method를 함께 묶는 것을 의미한다.
data와 method를 다음과 같이 Class로 묶을 수 있다.
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| class Student:
def __init__(self, name, age, score):
self.name = name
self.age = age
self.score = score
self.school = "A"
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이와 같이 class를 사용하면 Student라는 객체를 쉽게 만들어낼 수 있으며, self.school 처럼 초기값을 설정할 수도 있다.
class 안에는 다양항 method를 정의할 수 있다. 그리고 해당 class에서 생성된 모든 객체는 class 에 정의되어 있는 모든 method를 호출할 수 있다.
method를 정의함으로써, 데이터를 조작할 수 있게 되는 것이다. 즉, 메서드를 통해 데이터를 조작하므로써 데이터를 간접적으로 접근하도록 하여 데이터를 보호한다.
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| class Student:
def __init__(self, name, age, score):
self.name = name
self.age = age
self.score = score
self.school = "A"
def say_hi(self):
return f"Hi, my name is {self.name}"
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상속(Inheritance)
상속이란, 자식 class가 부모 class의 값을 상속 받는 것이라고 이해할 수 있다. 이는 코드 중복을 줄일 수 있다.
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| class Human:
def __init__(self, name):
self.name = name
self.legs = 2
self.arms = 2
class Student(Human):
def __init__(self, name, age, score):
super().__init__(name)
self.age = age
self.score = score
def say_hi(self):
return f"Hi, my name is {self.name}"
if __name__ == '__main__':
yumin = Student("yumin", 25, 100)
print(yumin.legs)
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Human이라는 부모 Class를 상속 받는 Student 를 구현함으로써, Student class에서는 Human의 정보를 상속 받을 수 있다. 즉, Student class를 갖는 객체의 legs를 출력하면 2가 나온다.
이렇게 상속이라는 개념을 사용함으로써, 중복되는 코드를 방지할 수 있다는 장점이 있다.
추상화
추상화란, method의 구현 세부 정보를 숨기는 것이라고 할 수 있다. 즉 interface를 지정함으로써 세부 정보를 보여주지 않고 method를 사용할 수 있게 하는 것이다.
추상화의 장점은 내부 로직이 변경되더라도, 사용자는 interface만 사용하였기 때문에 코드를 수정하지 않아도 된다는 것이다.
다형성 (Polymorphism)
다형성이란, 같은 부모 class 안에 있어서 같은 메서드를 호출할 수 있다고 하더라도, 서로 다른 동작을 할 수 있도록 하는 것을 말한다.
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| class Human:
def __init__(self, name):
self.name = name
self.legs = 2
self.arms = 2
def say_hi(self):
return f"hi, My name is {self.name}"
class Student(Human):
def __init__(self, name, age, score):
super().__init__(name)
self.age = age
self.score = score
def say_hi(self):
return f"Hi, I'm student and my name is {self.name}"
class Employee(Human):
def __init__(self, name, age, score):
super().__init__(name)
self.age = age
self.score = score
def say_hi(self):
return f"Hi, I'm employee and my name is {self.name}"
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위와 같이 서로 같은 Human 부모 클래스를 상속받아 say_hi라는 메서드를 사용할 수 있지만 서로 다른 구현 방식을 가지고 있는 것이다. 이를 method overriding 이라고 한다.
이때 중요한 것은, 부모 클래스와 반환형이 같아야한다. 즉, 부모 클래스에서 say_hi는 string을 return하기 때문에 자식 클래스에서도 string을 return해야 한다.
오버라이딩이 존재함에도 불구하고, 메소드가 어떻게 작동해야하는지에 대한 규칙이 있기 때문에 클래스의 핵심은 그대로 있고 구현 방식과 모양을 다양하게 할 수 있다는 장점이 있다.
동적 바인딩
바인딩의 개념 및 동적 바인딩 / 정적 바인딩에 대한 내용은 여기에서 확인할 수 있다.
동적 바인딩이란, 런타임에 실제로 사용된 객체의 클래스형에 의해 호출될 함수가 결정되는 것을 의미하는데, 객체 지향 프로그래밍에서는 동적 바인딩으로 인해서 다형성이 실제로 이루어질 수 있다.
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| class Human:
def __init__(self, name):
self.name = name
self.legs = 2
self.arms = 2
def say_hi(self):
return f"hi, My name is {self.name}"
class Student(Human):
def __init__(self, name, age, score):
super().__init__(name)
self.age = age
self.score = score
def say_hi(self):
return f"Hi, I'm student and my name is {self.name}"
class Employee(Human):
def __init__(self, name, age, score):
super().__init__(name)
self.age = age
self.score = score
def say_hi(self):
return f"Hi, I'm employee and my name is {self.name}"
if __name__ == '__main__':
yumin = Employee("yumin", 25, 100)
print(yumin.say_hi())
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해당 코드에서, 동적 바인딩이 진행됨에 따라 런타임에 실제로 사용된 타입에 따라 호출될 메서드가 결정되기 때문에, 동적 바인딩에 의해 다형성이 적용되었다고 할 수 있다.
OOP 장단점
클래스를 사용함으로써 코드 재사용이 용이하고, 상속을 통해 확장이 용이하다.
추상화를 사용함으로써 내부 로직이 변경되더라도, 인터페이스만 사용했기 때문에 유지보수에 용이하다.
추상화나 다형성 같은 기능을 제공함으로써 추가적인 처리를 필요로 하기 때문에 처리 속도가 상대적으로 느리다.
각 객체가 메모리에 할당되기 때문에 상대적으로 더 많은 메모리를 사용할 수 있다.